feria d ela ciencia






FERIA DE LA CIENCIA

Proyecto:
WIND TUBE













ELABORADO POR:

Juan Pablo Ruiz Narvaez

Santiago Moyano










CALATRAVA SCHOOL

Abril 15 de 2013





1. INTRODUCCION

En algunos lugares de nuestra región estamos siendo afectados por los cambios climáticos, generando pérdidas económicas, vidas humanas y animales.
Esto se debe a queno se cuenta con instrumentos de medición de las variables meteorológicas; por sus altos costos o por falta de conocimientos básicos, técnicos y/o científicos que generen herramientas para poder diseñar y construir equipos de medición prácticos y de bajo costo.



































2. MARCO TEORICO

TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCION:

Unaplaca de metal caliente se enfría con mayor rapidez cuando se le coloca frente a un ventilador, que cuando se le expone a un aire en reposo. Decimos que el calor se disipó por convección y llamamos al proceso transferencia de calor por convección.

El término convección da una noción intuitiva sobre el proceso de transferencia de calor; no obstante, esta noción intuitiva deberá ser ampliada paraque nos permita llegar a un tratamiento analítico adecuado del problema. Por ejemplo, la velocidad a la que sopla el aire sobre la placa caliente obviamente influye en la rapidez de transferencia de calor.

Considérese una placa caliente. La temperatura de la placa es T, y la temperatura de fluido es Tm. La velocidad de flujo es reducida a cero en la placa como resultado de la acción deviscosidad. Ya que la velocidad de la capa de fluido sobre la pared será cero, el calor deberá transferirse en aquel punto sólo por conducción. De este modo podríamos calcular la transferencia de calor, utilizando una Ecuación con la conductividad térmica y el gradiente de temperatura del fluido sobre la pared.
 
¿Por qué, entonces, si en esta capa el calor fluye por conducción, hablamos detransferencia de calor por convección y necesitamos considerar la velocidad del fluido? La respuesta es que la diferencia de temperatura depende de la rapidez a la que el fluido conduce el calor; una velocidad alta produce un gradiente de temperatura más grande, y así sucesivamente. Por tanto, el gradiente de temperatura sobre la pared depende del campo de flujo, y en nuestro último análisis debemosdesarrollar una expresión que relacione las dos cantidades.
 
Para expresar el efecto total de la convección, se utiliza la ley de enfriamiento de Newton:
 
q = hA(T1 – T2)
 
Aquí la rapidez de transferencia de calor está relacionada con la diferencia de temperatura total entre la pared y el fluido, y el área de la superficie A. A la cantidad h se le llama el coeficiente de transferencia de calorpor convección.

Tomando en cuenta el estudio precedente, podemos anticipar que la transferencia de calor por convección, además de su dependencia de las propiedades térmicas del fluido (conductividad térmica, calor específico, densidad), tendrá cierta dependencia de la viscosidad del fluido.

Para el desarrollo de nuestro experimento, tomamos estos conceptos para determinar las variables demedición y los separamos en dos áreas:


FLUJO: Mediante la fórmula
q = m Ce (t2 – t1) en donde:
q = Calor transferido (Cal/seg) generado por la resistencia.
m = Flujo másico (gr/seg)
Ce = Calor específico del aire (1.012 W seg/°C gr)
T = Temperatura (°C)

Despejando el Flujo másico tenemos:

m = q/(Ce (t2 – t1)) =
(W/seg)/((W seg/°C gr)(°C)) =
gr/seg

Y teniendo en cuentala densidad del aire 1.24 Kg/m3
Obtenemos el flujo en m3/seg

VELOCIDAD: Mediante la fórmula
Q = V A en donde:
Q = Caudal (m3 / Seg)
V = Velocidad (m / seg)
A = Área ( m2)

Despejando la velocidad tenemos:

V = Q / A (m/seg)






























3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACION:

En algunos lugares de nuestra región...