Resitencia de contacto

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AGROINDUSTRIA


“Estudio de la influencia de la resistencia térmica de contacto”



Fecha de realización de la práctica: 19/01/2015
Fecha de entrega del informe: 26/01/2015







Resumen
El resumen hago cuando este completado el informe
Objetivos
General
Determinar el efecto de la resistencia térmica de contactoentre dos muestras de bronce unidas sin pasta térmica.
Específicos
Analizar el perfil de temperaturas en función de la longitud del equipo mediante una gráfica.
Determinar los puntos en los cuales existe efecto de la resistencia térmica de contacto a lo largo del equipo.
Determinar el calor existente en el equipo mediante el voltaje y la intensidad del corriente aplicado.

Fundamentoteórico

Para facilitar el análisis de la transferencia de calor que se produce entre dos cuerpos se omiten muchos fenómenos los cuales tienen efectos reales en dicha transferencia. Cuando dos cuerpos se ponen en contacto aparece una resistencia térmica en la interfaz de los mismos denominada resistencia térmica de contacto. Esta resistencia se produce cuando entre las superficies de los cuerpos noexiste un contacto perfecto y queda una capa fina de fluidos atrapada entre ellos por lo cual el contacto directo se produce únicamente en algunas zonas de la superficie (Chamarro, 2005, p. 25). La resistencia en la interfaz de dos cuerpos es función principalmente de la rugosidad superficial, de la presión que se aplica para mantener en contacto las dos superficies, del fluido de la interfaz quepuede ser aire, un líquido o vacío, y de la temperatura de la misma. Es posible decir que en la interfaz la transferencia de calor es compleja ya que se produce conducción únicamente a través de los puntos de contacto entre los cuerpos, mientras que en los espacios donde existe fluido interfacial la transferencia de calor se produce por convección o por radiación (Kreith et al., 2012, p. 31).

Laresistencia térmica de contacto para una unidad de área de la interfaz (Figura 1), está definida como:




Figura 1. Diagrama que muestra el contacto físico entre dos cuerpos A y B y el perfil de temperatura del sistema.

Cuando dos superficies están en contacto térmico perfecto, la resistencia térmica en la interfaz tiende a cero y por ende no existe diferencia de temperaturas a travésde la interfaz. Es posible disminuir la resistencia térmica de contacto al aumentar el área de los puntos de contacto. Este aumento puede ser generado de varias maneras, la primera es mediante el incremento de la presión en la unión y/o reduciendo la rugosidad de las superficies en contacto. También es posible aumentar la transferencia de calor por conducción y disminuir el calor de convecciónmediante la aplicación de un fluido de elevada conductividad térmica en la interfaz (Incropera, 1999, p. 80). Las resistencias térmicas de contacto son despreciables en el caso de paredes construidas de materiales aislantes (elevada resistencia térmica), pero no pueden despreciarse cuando se realizan cálculos en el caso de paredes fabricadas con buenos conductores térmicos como los metales(resistencia térmica reducida) ya que en este caso la resistencia térmica de contacto puede llegar a ser el parámetro dominante en la transferencia de calor (Hernández et al., 2010, p. 25); por lo tanto siempre se debe tener en cuenta la resistencia en la interfaz en especial cuando se tienen superficies rugosas y/o que se encuentran a presiones de unión bajas (Kreith et al., 2012, p. 31).

ProcedimientoExperimental

Primero se realizó un reconocimiento del equipo que iba ser utilizado, en cuanto a sus partes y funcionamiento. Se utilizó la unidad de servicio de transferencia de calor HT10X Armfield, la cual permitía establecer un valor constante de voltaje y de intensidad de corriente, además de que tenía acoplado 8 termocuplas que se encontraban conectadas al material de estudio. El...