informe conveccion

ILN222 – Gestión Energética II

Informe de Laboratorio
"Transferencia de Calor por Convección"



Grupo 2:
Daniela Cortés
Gonzalo Gómez
Benjamín Pinto


Profesor:
Pilar Garate

Ayudante:
Gonzalo Severino





07/Mayo/2013

Contenido del Informe

1. Introducción 3
2. Objetivos 3
3. Metodología experimental 4
3.1 Breve descripción del aparato experimental, indicandorangos y unidades. 4
3.2 Pasos efectuados durante el experimento. 5
4. Presentación de resultados 5
5. Análisis de resultados 9
6. Conclusiones 10



1. Introducción
En esta segunda experiencia, se estudiara la transferencia de calor por convección. La convección se define como el mecanismo de transferencia de calor que existe entre la superficie de un cuerpo y un fluido enmovimiento. Existen dos tipos de convección, la natural que es causada debido a diferencias de densidades y la convección forzada causada por algún mecanismo externo que fuerza el movimiento del fluido, ambos tipos serán estudiados en la experiencia.
Para la realización de esta experiencia se variara la velocidad de circulación del aire, la geometría del área de transferencia de calor y se ira registrandolos datos a través de un software. Con el software podremos obtener la temperatura de entrada y de salida del fluido, en este caso aire, la temperatura superficial de la placa de aluminio, el calor entregado a la placa, el número de Reynolds, numero de Nusselt, etc. Todos estos datos obtenidos, permitirá analizar lo que ocurre en distintas situaciones, para conocer cómo funciona en realidad latransferencia de calor por convección y así poder saber cómo nos conviene hacer un sistema de transferencia de calor dependiendo de nuestras necesidades.

2. Objetivos
• Realizar la experiencia variando la velocidad de circulación del aire para luego ir obteniendo los datos instantáneos en el momento de estabilización de la temperatura, para ambas geometrías.
• Comparar los datos obtenidos deplaca plana y la placa láminas, y establecer sus diferencias basándose en las mediciones y resultados.
• Verificar la relación existente entre el coeficiente de transferencia de calor de convección y el número de Reynolds.
• Determinar el coeficiente de transferencia de calor por convección (h), tanto para la placa plana como para la placa de láminas.
• Determinar la cantidad de calor transferidadesde la placa hacia el aire a través de la velocidad con que circula el aire.

3. Metodología experimental
3.1 Breve descripción del aparato experimental, indicando rangos y unidades.
El aparato experimental disponible en esta experiencia, corresponde en primer lugar a 3 elementos con geometría diferente, estos son:
- Placa plana, esta posee un área de 0,014[m2].
- Haz de tubos, su áreaalcanza los 0,098 [m2].
- Arreglo de láminas, que presenta un área de 0,14 [m2].
En segundo lugar, existe un canal vertical de sección transversal equivalente a 120x120 [mm2] y longitud igual a 1 [m], donde se montan los elementos mencionados anteriormente. Existe un ventilador o soplador, ubicado en la parte superior del canal, que permite forzar la circulación de aire. Además la potenciaeléctrica suministrada a cada elemento va de 0 a 170 [W]. Por otro lado, en el canal vertical, existen dos sensores de temperaturas T1 y T2, tanto para la entrada y salida del flujo de aire respectivamente, ubicados a ambos extremos del canal, y un sensor de inundación U, que mide la velocidad de entrada del aire, ubicado en el extremo inferior del canal, que posee un rango de velocidad que va de 0a 3 [m/s] aproximadamente.
Además para poder leer la temperatura en distintos puntos al interior de la canalización, específicamente en la superficie de las geometrías, se utiliza una termocupla de tipo K. Tal como se muestra en el siguiente esquema:


Figura 1. Esquema del aparato experimental,
Finalmente, el canal vertical, posee un sistema de adquisición de datos en línea conectado a...