Convección forzada


Laboratorio de Ingeniería Química II.

Convección Forzada.



















Convección forzada.

Problema:
Una barra de cobre de dimensiones conocidas, inicialmente seencuentra a una temperatura máxima. Súbitamente se sumerge en una corriente de aire que lleva una cierta velocidad. ¿Diga en qué tiempo la barra tendrá una temperatura de 30 °C y cuánto calor habrátransferido al aire? Determine también el coeficiente de transferencia de calor promedio, hm para 100%, 80%, 60%, 40% y 20% de abertura de la válvula de compuerta. ¿Cómo varía el coeficiente detransferencia de calor promedio hm en función de las velocidades promedio del aire?

Datos experimentales.
Datos de la barra:
Masa dela barra de cobre: 0.1065 Kg.
Diámetro de la barra: 0.01238 m.Longitud: 0.0951 m.
Capacidad calorífica: 380 J/Kg °C
Temperatura después de introducirla a la resistencia (entrada)= 48.78 °C

Datos del graficador:
Velocidad de la carta: 1 mm/s
Escalas= 12.5
1Escala = 2 cm
Sensibilidad= 2mV

Datos de las aperturas:



Temperatura del aire (°C)= 25 °C

Datos del experimento:


80%

t(s)
Tc-Ta
3
46.8
10
42.9
12
39
23
35.7
32
31.2
4227.3
53
23.4
65
19.5
81
15.6
102
11.7
134
7.8




Cuestionario
1° Grafique las temperaturas de la superficie de la barra obtenidas con respecto al tiempo. Obtenga la ecuación quemejor ajuste sus datos experimentales.































2° Grafique la razón del T/tiempo con respecto al tiempo. Indique ¿para qué tiempos la rapidez deenfriamiento en la barra es muy grande? ¿A partir de qué tiempo la rapidez de enfriamiento se vuelve asintótica? ¿En qué tiempo estima que la barra alcance la temperatura de 30 °C?t (30°C)=
30.457933 s



A partir de los 3 primeros datos del tiempo, la rapidez de enfriamiento es muy grande.
En todas las gráficas la rapidez de enfriamiento se vuelve asintótica a...