Lab 5 Transfe

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
INGENIERÍA MECÁNICA

TRANSFERENCIA DE CALOR

Taller #5


Convección forzada sobre placas planas verticales con aletas de distinta sección transversal, sometidas a un flujo de calor constante

INSTRUCTORA:
ITAMAR HARRIS

ESTUDIANTES:
DAMARYS MEDINA 8-873-1112
ERIC SOLANO 8-891-1708


GRUPO:
1IM-241/1EM-241

2015




Marco TeóricoEn el estudio de la transferencia de calor por convección de acuerdo a la Ley de Enfriamiento de Newton tenemos que,

Con respecto a dicha ley, podemos señalar que si queremos aumentar la transferencia de calor por convección solo hay dos maneras: aumentando el coeficiente de transferencia de calor por convección h, o bien aumentando el área de contacto con el fluido.
El objetivo de estaexperiencia es estudiar el comportamiento de un sistema controlado al agregar superficies extendidas capaces de conducir calor al área superficial. Estas superficies extendidas se les conoce como aletas.





















Resultados
1. Complete las siguientes tablas:
- Intercambiador de superficies alargadas con sección transversal rectangular.
Tabla 1. Variación de las diferentes temperaturascensadas por la interface de usuario durante convección forzada (10 m3/h)
Q(W)
ST-1
ST-2
ST-3
ST-4
ST-5
ST-6
ST-7
ST-8
20.89
35.25
37.29
33.07
35.98
37.74
34.83
28.73
46.76

Tabla 2. Variación de las diferentes temperaturas censadas por la interface de usuario durante convección forzada (15 m3/h)
Q(W)
ST-1
ST-2
ST-3
ST-4
ST-5
ST-6
ST-7
ST-8
20.83
33.88
34.7
33.08
34.2
35.64
32.93
28.79
45.14

-Intercambiador de superficies alargadas con sección transversal circular (espigas).
Tabla 3. Variación de las diferentes temperaturas censadas por la interface de usuario durante convección forzada (10 m3/h)
Q(W)
ST-1
ST-2
ST-3
ST-4
ST-5
ST-6
ST-7
ST-8
19.74
32.97
37.51
37.92
37.83
38.12
35.61
27.17
47.07

Tabla 4. Variación de las diferentes temperaturas censadas por la interface de usuario duranteconvección forzada (15 m3/h)
Q(W)
ST-1
ST-2
ST-3
ST-4
ST-5
ST-6
ST-7
ST-8
20.42
33
36.27
37.21
37.22
36.65
35.41
28.1
46.85



2. A partir de los datos de las tablas, determine la eficiencia del intercambiador 𝐸𝑓𝑓.

Sección transversal rectangular:
Para la tabla 1 (10 m3/h):


Para la tabla 2 (15 m3/h):


Sección transversal circular:
Para la tabla 3 (10 m3/h):


Para la tabla 4 (15 m3/h):




3. Apartir de los datos de las tablas y empleando el coeficiente de transferencia de calor por convección respectivo (calculados en el taller N°4), determine la eficiencia de la aleta 𝜂𝑎𝑙𝑒𝑡a.
Convección forzada a 10 m3/h, h=8.11
Convección forzada a 15 m3/h, h=9.85
Conductividad térmica de la aleta (acero inoxidable 316): k=468 W/m-K



Sección transversal rectangular: w=2 mm, L=135 mm, t=100 mm
Parala tabla 1 (10 m3/h):

Para la tabla 2 (15 m3/h):


Sección transversal circular: D=10 mm, L=135 mm
Para la tabla 3 (10 m3/h):

Para la tabla 4 (15 m3/h):



4. Empleando el resultado anterior, calcule la efectividad total para la superficie con aletas 𝜀𝑎𝑙𝑒𝑡𝑎,t𝑜𝑡𝑎𝑙.

Sección transversal rectangular: w=2 mm, L=135 mm, t=100 mm
Base: a=100 mm, b=100 mm
Para la tabla 1 (10 m3/h):

Para la tabla 2 (15m3/h):

Sección transversal circular: D=10 mm, L=135 mm
Base: a=100 mm, b=100 mm
Para la tabla 3 (10 m3/h):

Para la tabla 4 (15 m3/h):



Preguntas

1. Compare la eficiencia de ambos intercambiadores (Eff) con la eficiencia del intercambiador de placa plana, tanto para el caso de convección forzada cuando el flujo es de 10 m3/h como para el caso cuando es de 15 m3/h hecho?

La eficiencia delintercambiador de placa plana ronda entre los valores del 24 a 33% mientras que para el caso de las aletas la eficiencia no baja del 70% en cualquiera de los casos.
Esto se debe al hecho de que ahora el aire tiene mayor área de contacto con las aletas que con la placa plana, por lo tanto la transferencia de calor es más efectiva.

2. Compare la eficiencia de la aleta de sección transversal...