Determinación Del Coeficiente De Transferencia De Calor”

Universidad de Santiago de Chile
Facultad de Ingeniería
Departamento de Química

LABORATORIO N°1:

“Determinación del coeficiente de transferencia de
calor”

Integrantes:

Cristobal Baracatt
Nicolás Bianchi
Ana Luisa Medina

Profesor:

Alejandro Reyes

Ayudante:

José Loyola

Fecha:

2 de mayo, 2012

ÍNDICE
Resumen………………………………………………………………………… 3Objetivos……….……………………………………………………………….. 4
Teoría……………………………………………………………………………. 5
Procedimiento experimental……………………………………………………. 16
Aparatos y accesorios…………………………………………….……………... 17
Datos…………………………………….………………………………………. 18
Resultados………………………………………………………………………. 20
Discusiones de resultados………………………………………………………. 23
Conclusiones……………………………………………………………………. 24
Recomendaciones………………………………………………………………. 25Nomenclatura…………………………………………………………………… 26
Bibliografía……………………………………………………………………... 27
Apéndice A Tabla de datos de propiedades del aire a presión atmosférica……. 28
Apéndice B Correlaciones de propiedades físicas:

y ……………….…

29

Apéndice C Cálculos intermedios……………………………………………….. 34
Apéndice D Ejemplos de cálculo………………………………………………… 37

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RESUMEN
El martes 17 de abril del 2012 se realizó, en el laboratorio de fenómenos de transporte de la
Universidad de Santiagode Chile, la experiencia de “determinación del coeficiente de
transferencia de calor de un sistema constituido por un cilindro horizontal por cuyo
alrededor fluye aire en estado estacionario, tanto para convección natural y forzada”, la cual
tuvo como objetivos hallar experimentalmente el valor del coeficiente convectivo para tal
sistema a diferentes condiciones, para luego compararlo con elvalor obtenido mediante
correlaciones existentes en la literatura.

Para evaluar el coeficiente de transferencia de calor se calculó la potencia total que recibió
el cilindro, la cual constaba esencialmente de dos componentes, uno radiativo y en especial
uno convectivo. Luego de restarle a la potencia total el término radiativo y mediante la Ley
de enfriamiento de Newton se procede a despejarde la ecuación el coeficiente de
transferencia de calor. Para obtener la potencia total fue necesario registrar en el laboratorio
el voltaje e intensidad de corriente eléctrica que se utilizó; luego para obtener el término
radiativo mediante la Ley de Stefan Boltzmann y finalmente el coeficiente de transferencia
de calor usando la Ley de Enfriamiento de Newton fue necesario registrar latemperatura
del aire y la temperatura del cilindro en la superficie. Esto se hizo tanto para convección
natural para tres valores de voltaje, 10, 15 y 20 volts, y para convección forzada para los
mismos valores de voltaje y tres velocidades de aire 0,41; 2,05 y 4,10 m/s.

Mediante correlaciones y usando datos desde tablas para evaluar las propiedades físicas del
aire a la temperatura registrada,se obtuvo el coeficiente de transferencia de calor para todos
los casos experimentales con el fin de compararlos. De ello se desprendieron grandes
errores relativos para la convección forzada y algo menores para la convección libre.

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OBJETIVOS

El objetivo de la experiencia es:

1.1.

Determinar experimentalmente el coeficiente de transferencia de calor tanto para
convecciónnatural como forzada y comparar los resultados con lo informado en
la literatura.

1.2.

Comparar el calor teórico, usando correlaciones para h, con el calor total de
entrada para convección natural, además de discutir si hay diferencias en los
valores. Comparar el calor calculado debido a la convección y radiación así
como discutir los resultados.

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TEORIA

2.1.Transferencia de calor:

Cuando cuerpos y/o fluidos a distinta temperatura se ponen en contacto se produce una
transferencia de calor desde el cuerpo con mayor temperatura al cuerpo (o fluido) de menor
temperatura. El proceso finaliza hasta que se alcanza el equilibrio entre los cuerpos y el
entorno.

La transferencia de...