AISLAMIENTO TERMICO labo de ope 3


Universidad Mayor de San Andrés
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Química

Operaciones Unitarias II (PRQ 203 L)

AISLAMIENTO TERMICO
Docente:
Ing. Jorge Vasquez P.
Estudiante:
Villa Morales Liliana Clarivel
Fecha de realización:
15 de Abril de 2013
Fecha de entrega:
22de Abril del 2013


AISLAMIENTO TERMICO
I. OBJETIVO
Estudiar las propiedades de aislantes de distintos materiales.
Determinarla conductividad térmica de cada material y la resistencia térmica de cada pared.
Evaluar la potencia especifica perdida a través de dichas paredes por conducción y convección en conducciones determinadas de trabajo.
II. FUNDAMENTO TEORIO
ANALOGÍA ELÉCTRICA DE LA CONDUCCIÓN

La analogía entre el flujo de calor y la electricidad, permite ampliar el problema de la transmisión de calor porconducción a sistemas más complejos, utilizando conceptos desarrollados en la teoría de circuitos eléctricos. Si la transmisión de calor se considera análoga al flujo de electricidad, la expresión (L k A) equivale
a una resistencia y la diferencia de temperaturas a una diferencia de potencial, por lo que la ecuación anterior se puede escribir en forma semejante a la ley de Ohm:



PAREDES PLANAS DE CAPASMÚLTIPLES
En la práctica, a menudo se encuentran paredes planas que constan de varias capas de materiales diferentes.
Todavía se puede usar el concepto de resistencia térmica con el fin de determinar la razón de la transferencia de calor estacionaria a través de esas paredes compuestas. Esto se hace simplemente al darse cuenta de que la resistencia a la conducción de cada pared es L/kA conectada enserie o en paralelo y aplicando la analogía eléctrica.

PAREDES PLANAS EN SERIE

Si el calor se propaga a través de varias paredes en buen contacto térmico, capas múltiples, el análisis del flujo de calor en estado estacionario a través de todas las secciones tiene que ser el mismo. Sin embargo y tal como se indica en la figura1 en un sistema de tres capas, los gradientes de temperatura enéstas son distintos. El calor transmitido se puede expresar para cada sección y como es el mismo para todas las secciones, se puede poner:


Donde RTOTAL es la resistencia térmica total, expresado como









PAREDES EN PARALELO

Las ecuaciones anteriores se pueden utilizar en la resolución de problemas más complejos, en los que la conducción tiene lugar en paredes dispuestas en paralelo.
Considerela pared compuesta que se muestra en la figura 2 la cual consta de dos capas paralelas. La red de resistencias térmicas, que consta de dos resistencias en paralelo, se puede representar como se muestra en la figura.
Puesto que la transferencia total de calor es la suma de las transferencias a través de cada capa, se tiene



Se utiliza la analogía eléctrica, se obtiene:



DondeIII. MATERIAL Y EQUIPOS
MATERIAL
CANTIDAD
Pared de cerámica con diferentes aislantes
1
Voltimetro
1
Reóstato
1
Fuente de poder
1
Termopares
4
Termómetro
0
Vernier y Flexómetro
1
Soporte universal
2
pinza
4
Cables con pinza de cocodrilo
2


IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Se dispone de una pared de cerámica conectada a una resistencia eléctrica para mantener uniformidad yhomogeneidad en el calor suministrado a la pared, la misma que está aislada con diferentes materiales.
Se debe determinar en esta práctica las propiedades aislantes de los distintos materiales.
Determinar las dimensiones de la pared y el espesor de cada uno de los materiales aislantes, además registrar sus características físicas.
La temperatura en la cara interior de cada pared se mide con un termopar(uno por pared).Esta temperatura se registra una vez conectada la resistencia eléctrica a la fuente y al reóstato, la corriente se transmite a un vatímetro que traduce en un valor de potencia. La sonda termopar tiene una respuesta muy rápida y sensible a los cambios de temperatura.
Se toma diferentes valores de temperatura para diferentes valores de potencia, variando la cantidad de calor...