Ensayo de transferencia de calor

Introducción

La conducción es una de las tres formas de transferir el calor y se realiza por medio de la transferencia de la energía cinética de las partículas del medio. A diferencia de la convección, aquí no hay un flujo de materia. La energía se transmite de partícula en partícula, por medio del contacto directo entre ellas.
La capacidad de un material para conducir el calor se conocecomo conductividad térmica y comúnmente se denota con la letra “k”. Dicho parámetro tiene unidades de [W/m^2*K] y su inverso corresponde a la resistividad térmica.
La conductividad térmica suele ser alta en los sólidos, media en los líquidos y baja en los gases. Esto se debe a la proximidad entre las partículas, pues una alta densidad facilita una conductividad térmica.
En cuanto a laclasificación de materiales según su composición, los metales suelen ser buenos conductores térmicos, mientras que los cerámicos y polímeros suelen ser malos conductores, por lo que algunos de ellos se conocen como aislantes térmicos, como la fibra de vidrio, espuma de poliuretano y cerámicos en general.

Objetivos

* Comparar la conductividad térmica de dos materiales distintos (latón y aceroinoxidable).
* Estudiar el efecto del área transversal en el caso de conducción lineal.
* Comparar la conducción lineal contra la conducción radial

Antecedentes y Metodología
Para el desarrollo de este laboratorio se trabajo con el equipo WL 372, el cual consta de:
6

7
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7

1
1

8
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1. Equipo para análisis lineal.
2. Equipo para análisis radial
3. Equipo pararecolección de datos.
4. Cable de transferencia de datos.
5. Cable eléctrico.
6. Manguera de entrada para el sistema de refrigeración.
7. Manguera de salida para el sistema de refrigeración.
8. Cable de alimentación eléctrica.

1- Parte fija

2- Distancia parte móvil

3- Parte móvil con refrigeración.

4- Cierre a presión.
5- Parte fija

6- Distanciaparte móvil

7- Parte móvil con refrigeración.

8- Cierre a presión.
1 4 2 3
1 4 2 3
En detalle, la parte del equipo de análisis lineal esta constituido por:

Por otro lado, la parte del equipo destinada a realizar análisis de conducción radial está constituida por:
1- Caja aislante con tapa
2- Disco
3-Calefactor
4- Refrigerante
5- Seis puntos de medición vistos desde arriba; el primero se ubica en el centro del disco.
6- Caja aislante con tapa
7- Disco
8- Calefactor
9- Refrigerante
10- Seis puntos de medición vistos desde arriba; el primero se ubica en el centro del disco.
1 2 5 3 4
1 2 5 3 4

Pararealizar este laboratorio primero se trabajó con el sistema para análisis lineal. Luego se siguieron los pasos indicados a continuación.
1- Colocar alguna parte móvil a la cual se le fuese a realizar el análisis.
2- Fijar alguna potencia del calefactor, cosa de calentar un extremo de la pieza, evitando superar los 90° C.
3- Se espera alcanzar un estado estacionario y luego se toma notade los distintos datos encontrados.
4- Se extrae la pieza móvil y se remplaza por otra que no ha sido analizada, repitiendo el experimento.

Una vez concluidos todos los estudios lineales se apaga el equipo y se cambian los cables de electricidad y datos, para obtener información del análisis radial. De forma similar a como se obtuvieron los datos del estudio lineal.
1- Se fija unapotencia arbitraria y se espera llegar a una temperatura estacionaria. (sin superar los 90° C).
2- Se recolectan los datos y se apaga el equipo.

Luego, con todos los datos obtenidos se realiza el estudio correspondiente, buscando cómo se relaciona la teoría vista en clases con la práctica.

Cálculos y Presentación de Resultados

La conducción de calor es el transporte molecular de...