Perfiles de temperatura

Laboratorio de Fenómenos de Transporte I (

PERFILES DE TEMPERATURAS

Contenido

Sumario……………………………………………………………………………………........ii

I INTRODUCCIÓN…....…….…….…………………………………………………….1

II FUNDAMENTOS TEÓRICOS………….……………………………………………..2

III DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO……………………………...…………………………7

IV MÉTODO EXPERIMENTAL………….……...……………………..………………...8

VDATOS EXPERIMENTALES…………………………………………….…………...9

VI RESULTADOS EXPERIMENTALES……………….…...………..………………...10

VII DISCUSIÓN DE RESULTADOS….…….………….……………………………….15

VIII CONCLUSIONES…………………………………………………………………….17

Recomendaciones……………………………………………………………………………..18

Bibliografía……………………………………………………………………………………19

Apéndices...……………………………………………………………………………………20

Sumario

Eneste informe se presentan los resultados experimentales de la transferencia de calor, medida como aumento en la temperatura, a lo largo de 3 barras distintas con el fin de calcular el coeficiente de convección de éstas, por el método de aletas y correlaciones, y determinar la conductividad térmica del acero. Se utilizaron tres barras metálicas sólidas, dos de aluminio (D=1” y D=½”) y una deacero (D=1”). El calor a disipar fue proporcionado por un flujo de vapor de agua a 10psi al cual las barras estaban empotradas. Para determinar el coeficiente de convección externo se midió la temperatura del ambiente, antes y después de hacer las mediciones en las barras, usando un selector de termopares. Mediante tres selectores de posición de termopares localizados en la otra punta de las barras serealizaron diez ciclos de mediciones en el siguiente orden: cinco ciclos c/5min, tres ciclos c/10min y dos ciclos c/15min. Se obtuvo un coeficiente de convección h1aleta= 247,179 W/(m2.K) y h1correlacion= 12,77 W/(m2.K) para la barra de aluminio (D=1’’), h2aleta= 33,3243 W/(m2.K) y h2correlación= 14,625W/(m2.K) para la barra de aluminio (D=½”) y h3aleta= 23,45498 W/(m2.K) y h3correlación=12,775 W/(m2.K) para la barra de acero; además se obtuvo un Kacero= [pic]W/m.K. El análisis de resultados mostró que las diferentes barras presentan un comportamiento similar, con pequeñas diferencias principalmente en su capacidad de transferir calor ya sea por conducción a lo largo de la misma o convección hacia el medio ambiente.

I INTRODUCCIÓN

El paso del calor de los cuerpos máscalientes a otros menos calientes se llama transmisión del calor y se produce en tres formas. La propagación por conducción es una de ellas y tiene lugar cuando se ponen en contacto dos cuerpos que están a diferentes temperaturas o cuando dos puntos de un mismo objeto están a diferentes temperaturas. En la propagación por conducción la transmisión del calor se lleva a cabo por medio detransferencia de energía de una molécula a otra. La capacidad para producir el calor varía notablemente de un material a otro; es por esto que uno de los objetivos de ésta práctica es determinar la conductividad térmica del acero teniendo comodato la conductividad del aluminio 132 BTU/h.ft.oF.

El objetivo fundamental de esta práctica es el estudio del proceso de transferencia de calor aplicado abarras cilíndricas de área constante y de las propiedades térmicas de los sólidos. Otra manera de transferir calor es mediante un proceso denominado convección. La transferencia de calor se clasifica de acuerdo con la naturaleza del flujo. Se habla de convección forzada cuando el flujo es causado por medios externos, tales como: ventilador, bomba o vientos atmosféricos. Por otra parte, en laconvección natural (o libre) el flujo es inducido por fuerzas de empuje que surgen a partir de la diferencia de densidad ocasionada por la variación de la temperatura en los fluidos. La transferencia de calor por convección ocurre en una región de interfase entre un fluido en movimiento y una superficie sólida, entre dos líquidos inmiscibles en movimiento relativo y entre un gas y un líquido que tiene...