INFORME III CONDUCCION NO ESTACIONARIA

CONDUCCION NO ESTACIONARIA: CAPACIDAD TÉRMICA GLOBAL
(UNSTEADY STATE CONDUCTION: GLOBAL HEAT CAPACITY)

Luis Eduardo Higuera Calderón1, Derly Lorena López Navarro2, Carolina Mora Cañon3, Leidy Johanna Murcia Moreno4.
Palabras clave:
Conducción no estacionaria, capacidad global, Biot, resistencia.
Key words:
Unsteady heat conduction, global capacity, Biot, resistance.

1. RESUMEN
El enfriamientode un cuerpo hasta alcanzar la temperatura de equilibrio tiene lugar en un tiempo intermedio, para el cual es necesario analizar la variación de la energía interna y las condiciones de contorno en la transferencia de calor no estacionaria. Dicho análisis es necesario debido al gran número de procesos de enfriamiento que deben calcularse en aplicaciones industriales.
En el laboratorio, se mide ladisminución de las temperaturas iniciales de una placa de hierro y otra de zinc al salir de la mufla de acuerdo a una variación de tiempo de 15 o 30 segundos. Con estos datos se calcula el número de Biot dando inferior a 0,1. Esto indica que la resistencia a la transferencia de calor por conducción del material es despreciable en comparación con la resistencia convectiva de la superficie, indicandotambién que la temperatura será prácticamente uniforme a lo largo de las dos placas analizadas en el laboratorio.

2. ABSTRACT
Cooling of a body until the equilibrium temperature occurs at an intermediate time, for which it is necessary to analyze the variation of internal energy and boundary conditions in unsteady heat conduction. This analysis is necessary because of the large number ofprocesses to be calculated cooling in industrial applications.
In the laboratory, measuring of decrease of initial temperatures of a steel plate and a zinc out of the muffle according to a variation in time of 15 or 30 seconds. With these data, calculating the Biot number is less than 0.1. This indicates that the resistance to conductive heat transfer material is negligible compared to the convectivesurface resistance, also indicating that the temperature is practically uniform along the two plates analyzed in the laboratory.

3. INTRODUCCIÓN
Un flujo de calor presente en un material que esta en contacto con un fluido, en este caso dos placas de materiales diferentes una de zinc y otra de hierro, dicho flujo experimenta dos tipos de resistencias, una por conducción dentro de las placas y otrapor convección con el fluido con el que las placas están en contacto.
El número de Biot es la relación entre la resistencia térmica a la conducción y la resistencia térmica a la convección y se define como Bi = hLc/k, en donde h es el coeficiente de transferencia de calor por convección en la superficie, Lc es una longitud característica, definida generalmente como el volumen del sólido divididopor su superficie externa total, y k es la conductividad térmica del material.
En este informe se va a presentar el cálculo del numero de Biot para dos placas, como ya se menciono anteriormente, en donde se tomaron datos de temperaturas para ambas placas, inicialmente a una temperatura aproximadamente de 200ºC o 250ºC con el fin de realizar los respectivos cálculos para obtener el número de Biot.4. MATERIALES Y MÉTODOS
Láminas metálicas
Mufla
Soporte y pinzas
Medidor de espesores - calibrador
Termómetro
Cronómetro

Para empezar con la práctica de laboratorio se toman las dos placas de hierro y zinc y se insertan en una mufla a 400ºC. Se dejaron hay por un rato mientras se realizaba la explicación de la práctica de laboratorio y se calentaban a la misma temperatura a la cual seencontraba la mufla.
Una vez realizado esto con unos guantes y unas pinzas se retiro la placa de hierro, que es la más pesada, y se colgó en un soporte. Al hacer esto se procedió a tomar la temperatura de la superficie de la placa cada 15 segundos por 5 minutos y luego cada 30 segundos hasta completar los 10 minutos. Terminado dicho proceso se procedió a tomar las mediciones respectivas de la...