laboratorio de transferencia de calor - uao
TRANSCRIPT
l...AF{lFlATilf+1 {1 nF:'TRd\l\l5f:FRE:F.li::1A nF CAl. {)F
,IrlFifrE. #{)l.lHZ fiA$iTR{¡ljt
,IÉrIl"1E FrEHE:A L{tPF-Z
Ty'aba.ja dci' 6r.adr: FrÉ+#,F!r'l
taclc¡ fit:]rTrcl requ i s i to p,{P
cj.+L pc:ri"a nptrrr- aJ. títui.n
dr:l I ng+.+rri qrcr lnlecán i. crr "
I):i rer-tr::r : t..F-.YVI-.F Al. TATEL l'1.
l8lrroryifi'fifuru rüolL'zCAL I
C{'RP*RAfi I{}I'I UNIVEF{SiTARf A ÍIIJT+NI-}I'1ÉI DH {)C{]TDENTE
$IVISII]I'J I}TJ 1I{fiÉ:NIÉRIA$
PÍ{tlfiRÉrl"l,r.r ilE INfiEl'JIlÍRIA I"IECANIf,A
1. S{:rf:}
Ünirsiüd Autooomo d. 0d¿¡ifrD4tl. libllrrto
10I0 01r_
,lt'.,-.\
'I
Aprobada For el Comité de
Trabajo de Grarlo en cumpl i
miente de los reqr¡isitos
er:i€idos pfJr 1a Corporación
Un i. velrs i ter i a Au t ónoma de
Occirlente peFa opter el título
Presidente del Jurade
Juredo
Calir Noviembre 4 de 1.?88
dqr I ngen í err.: l"le*c
lal-
DENI CATOR IA
LUZ ELENA
Lv
\
TABLA DE CONTENIDO
INTRODI,.'CCION
TRANSI"IISION DE CALOR POR CONDUCCION
INTRODUCCION A LA CONDUCCION
TEORIA DE LA CONDUCCION
CONDUCCION UNIDIHENSIONAL ESTACIONARIA ENPLACAS PLANAS
I
1,1
1.2
1.3
1.3. I Cenducción en
1.3,2 Resistencia de
t,4 CONDUCTIVIDAD
Placas Planas Paralelas
contacto
TERI"IICA VARIABLE
Pas,
I
3
3
6
11
22
2,4
32
l5
t7
18
2t
2t
2
2, I
2.?
?.3
2.4
?.5
DISEfiO Y CAL-CULOS DEL BANCO
CONSIDERAC IONES GENERAI..ES
PLACA GENERADORA DE CALOR
PLACA INTERCAI"IBIADORA DE CALOR
CAJA AISLADA
CAJA DE CONTROLES
v
3ó
2.á
2.7
3
3, I
3,?
3,2. I
3,?.?
3.3
3,3, I
3.3. ?
3, 3.3
3.3,4
3.3.5
3.3. é
3.4
CONTROL DE FLUJO DEL AGIJA
SISTEI'IA DE PRESIüN
PRUEBAS EN PLACAS PLANAS
CONSTANTES Y FORFIULAS
I"IETODOI-OGIA DE LOs LAEORATORII]S
PreFaraci ón de Prnhretes
Ppocedimientt: en eL lahoratorin
RESULTADCIS DE LOS LABORATT]RI05
Lana de vidrio ref: 7@n
Asbesto Lárrina SAFECO 3Oo
Asbesto 6rafitado Asberit V 15
Ashesto-Cemento (Eternit)
Plástico Reforzado
Vidnio Claro
6RAFICAS DE CONDUCTIVIDAD EXPERIFIENTALES
4 IND I CAC I ONES CCII'IPLEHENTAR IAEI
4.1 6IJIA TJE LABORATI]RIO
4" l. I Primera Farte
39
43
39
43
5?
32
53
53
34
=455
55
67
4B
49
51
67
67
4.? RECOHENDACIONES
vL
74
4.3
4.3. t.
4.3.2
4. 3.3
4.3.4
F,IANUAL PARA I'IANTENIHIHNTO PREVENTIVO
Banco de Operaciones
Placa Generadora de Calor
Placa intercambiadora de CaLor
Tablero de controles
CONCLUSIONES
BIBLIO6RAFIA
77
77
78
7E
79
Bg
vLL
LISTA DE FIGURAS
Pag.
FIGURA 1 Convenios del Siglo en el fluio deCalor
FIGURA 2 Sinbolos rk* un elemento infinitesimal 7
FIGIrRA 3 Geometríá c condiciones pet^e uneplaca Flana
FI6URA 4 Placas planas paralelas. á. Sierieb. Paralelo
FIGURA 5 Variables de Ia Conductividad enla interfase
FIGURA á Corte lonsitudinal del Banco dePruebas
FIGURA 7 Placa seneradora de calo¡'
FI6[JRA g Hodelos de Serpentines
25
FI6URA I Placa intercambiadora de Calor
t2
16
l9
23
27
viii
28
FIGURA lE CaJa aislada, Plenta g Corte 33
FIGURA T I Ca.ja aislada. Corte g vista general 34
FIGURA 1? CaJa eislada. Adición de Icopor 37
FIGURA 13 Caja de Contreles
FIGURA T4 Control de Flujo másico del egua 4@
FIGURA 15 Eiister¡a de prersión de las probetas 42
FICTJRA lá Esquema s analosía eléctrica delbanco de pruebas 44
FI6URA t7 Formatc¡ I para datos experimentales 5E
FIGURA lB Conductividad térmica de lana devidrio áa
FI6URA t9 Conductividad térrrica del asbestoI ám ina,
FIGI,TRA ?O Conductividad térmica rlel asbestograf i tado
FIGURA ?1 Cnnductividad tápmica del asbestocerlento
3g
ó1
6?
ix
á3
FIGURA 3? Condr¡ctividadref orzacjo
térrni ca rlel plást i co
FIGI.'RA ?3 Condu ct iv i dadcl arr:
tÉrmica de1 vidrioá5
FIGURA 24 Esquema de une placa plana 70
FIGURA ?5 Sección banco de pruebas 72
FIGURA 26 Formato ? para datos €rlrpErt"imentales 76
FIGURA ?7 Anexo 1.5 i sterna
Díagrama eléctrico deL
á4
84'
LISTA DE TABLAS
TABLA I Condr¡ctividad tÉrmica del aluminio
TAFI.-A ? Valores del factor C experimentales
TABLA 3 l"lateriales g cjensidad de probetas
TABLA 4 Resumen de los experirrentos
Pag.
4b
48
49
5á
xi
LISTA DE ANEXOS
Pag.
g3ANFXO I Dieerama ElÉctrico del sistema
TqNEXO 2 Caracteristicas deL asbeste cernento{Eternit} Et4
ANEXO 3 Características del Supep CrsI Tl'l 3ó 85
ANEXO 4 Caracteristicas rje la lana de vidrio At^l AÉ
ANEXO 5 Elementos del tahlero de controles R7
ANHXO á Cnnereto Refractario
. ANHXO 7 Programa en Basic Inclustendo le ConstanteC
ANEXü g Programe en Basic exclugende le ConstanteC
9m
9t
q2
xli
RESTJI'4EN
Et estuditr de Ia tr*nsferencia de calcr retrresenta Para el
f uturo Ingen i.ero l"lercán i co una herranrienta de trenhaio
impr-¡rtente para el aná1ir=is g $elección de materiales que
derl.ren $ nfi permi ten el pfrf3c] deL cal mr. Sinenrherge
*+n'he+nclq+rla {?n +l¿lunnt= c+l$t:s .Ets rJif icil rjado su gracJr: de
etrstrerciónr FcJp Lo cuel el lehnratmricl rje trensferenri.a
de rn16r. pclr 4lmnrJttcción PaFá FLacas Planas $ól icJes que g;e
prersr*nt,*r ti.ene la finelirj+rrJ básica de permitir mediantc?
le rxrrerime*ntación ve¡rificar 1a ecuación de* FüURIER en La
conducción c hrincla a la Cornunirjad Universitaria un medio
de comprobar La tearíe.
El. Frin¡er cgrpítulo trata la teoria básica de cenducción c
slrs Fpincipales e{:uacionesr de acuerdo al pt^trgrarlre que
artuelmente se sigue, Et segundo plantea los criterins
nec+psericrs FRra seleccionar lc¡s parámetros quel sirven Fár-e
la cmnstrucci ún rJE¡il hancm cje prueha* H el equ i pm rje
nnntrn1 "
[-ms ].ahoraf:nr:ims r+*al iEacios a seis n¡ateriales smrl
tabrrladgs g pt €rtientados en el tercer caPítulo iunto cnn
xiii
las er'áf i. caE
ternperraturR.
Ia cmndur:tivi.ded f r.rnr:i. ón dcp 1a
El capí.tulo c1lgrto clescrib63 la guin de lns latroratnri.os
pa1.a l¡1s ersturJ:iantesr al.gunss conceptr:s dsr rl¡antenirniento
de*l equipo g las recomendaciones Para el buen maneio del
misirro. Se efect{r¿rn ccnclusiones en el caPítulo 5o' c el
n¡.rterial corrplenrentario se Fresenta en entlxos,
F.t tr*l¡4j6 I i tcprar in cJe la Presente tersis Grs, real i¡ado Por
el pt^figramá trára corrput*rJnr l^lnrrJ.$tar ( PrncesarJr:r' de
Falahra) I Ei,uq3 'Fiq¡¡.lrAs Frnn hechas FBl. el . Prograrrá de
Au tncadr { D j. hr.l-.ir: A+;i st i cJo put rmrnputednr } r vmrsi. ñn ?" áF g
el. pr-ÍJrfit$¡;¡ rmpetitiv6 de las pruerbas rje los laborat6riog
se usÉ el pPrJq¡ frrre de Basic.
Para ]a aclecuada cÉnservaciÉn del equiPs es in¡Portante que
En Éu n¡aneJo sE t*rrg*r, €!n cuenta las recomendaciones I
ot¡servacione*s' daclar= evitando disrninuir la vida útil del
equ i pcr.
xiv
I NTRT]DUCCI üN
[.-n ener€la ni 5E crea ni l;€r ders'truHer g;mlm r:ar¡bíe cle una
f nrnra a mtr*" FL caLnr eg; una f r:rma ¿6r p¡sr^glfrr t^esilt I tedo
fle una rJi.fErrencia cJrp temPe*r.atura5,r transfiriendnse 1e
enerrgln de la ztfna de nraHfir te*nrperatHra a la zona de
mc?nor terntrer.rtur'á'
La ciencia de 1a ternrodinámi ca trata 1a transf erencia de
enElrgla en sisteln¡as que estAn Ern equilibrier Frediciendo
l*rs tenrF¡eraturaE firrales u la cantidad de energla
tr,*nferisferirJa es'l:adoE de equ:ilibrio inicial I final. Sin
enrbarqor tts la ciencia de* la trans"ferencia de calorr FrtrF
nrerjio cle* gus PrinciPicrsr La que Permite Preclecir la
rapicler cpn que pumr:len proclueirse estor; cambinsr merJiente
uná cl:iferencie rjnr temperattlrag; PaPa un ti.errpr¡ cualqr¡iera"
EL tr.aha.jo ha desarrallarase tiene como abietivr:s
Beneralesr d:ieenar g c6nstruir un banco de Pruehas que
corTrtrler,ente Ia Parte teórica de Ia transferer¡cie de ralor'
pñr condur:iÉn esPecIficamente ttrn Pl,acas Planas de
difererrtes rnateriales C pernritir 1a verificaciÉn de
al-qunes ecuecior¡es fundan¡entales de transferrencia de c'alOrr
arnpl iarrdo el carnPo investigativo Por Parte de Ia
coffrunidadr en hrea energÉtica.
ActuaLrnenter los disenos donde irrtervienen materiales a
los cuales se les desconoce la canductividarj térmicar 5El
real izan enrplricanrenter I sEt h¡asan 6¡n constantes rrrug
gl obelesr quGr en La nraHorla de los cñE;Bt nm eE;
sumin j.strarJe pr:t^ lns f nbri centesr rjr* ehl La i.rnPnrt*ncíe
tenerr el hancm cle Fruehasr pál á r¡bten+:r disenn+ nrhs
cr:nfiaq; g hptirnosi. Pnr r:tre Parter los equiPc¡s Oe neJiciún
da. temperraturesi podrán stt^ uti I izadas PáFe desarrc.:rl lar
laboratarios que involucren e transf'erencia de calor pr:t.
conveccibn c¡ en n¡uflas Pera laboratorios de fundicibn.
T. TRANSI',IISIüN DE CALOR PüR CONDIJCCION
1.1, INTRüDUCCIAN A LA CCINDUCCI{'N
Uno de Ios tres rnecanismos Para e¡studiar la transferencia
de calorr 15 la conducciÉnr quEt 5E! aPlica básicamente a
los medios sól ídos crPácüsr debido al intepcambio der
ene¡^gfa que? ncuprt fle une regién rje magor temPeretuPa á la
rjel rnr?nnr tsrnrperetut^f,r prJr 1E: imPactn rJi recto de laE
nrnlÉcula$ n pcrt^ el arra=tre rje lng electronesr de ahl que
un buen cpnfluctmr elhctricnr qug? Presenta r¡n nl¡mer6 grancle
rle ele*r:trr:nesi lihresr 5F comPerte cÍ:tmo un buen conductor
de¡l calor.
55¡ define eI calor transrnitirjo Pol^ conducciün Po¡^ unidad
de tiempo c PB¡^ unidad de hrear clr ProPorcional aI
gradiente de tenrPeratuFár 7l/ ) *, esto ESr
cuant i tat ivarnente !
q, o.:+ ( r.rl
Dr:¡nde !
4
Tes
H f+5
qr
la tenrper-atura enoK ó oC
la clíreccíbn cfel f lu.ja
Fs 6?l f lu,i r: de calmr tn
de calor en rr¡.
w/tf
EL metemáti.cn FrancÉs ,J' B. Fourierr definió La leg der
cr¡ndu*ci.rln delI calor, intr-r¡ducinndn a la exPresi.ón fl:.lrt la
cc¡nstante de pt*opctrcional idadr kr denominacla condur:tivirJad
tbrmica del rnaterial U expreisada PBr la ecuacibn:
clr=-..* ao Q¡ ¡ -h. A. ¡T
)r (1.2 I
Ar
]lt
Dt:nde:
ür r rr€3 el f l.uir: rle calmr en l"l.
+:s el hre* nnrn¡al a 1.l tranEfern¡ncia de calnr eln rrr.
viene rlacle en ld./nr.H'
El *irfnn mennsi eg; unñ cclnsefius*ncia rjet segunde Principio
de la'Lernrodin$nrica¡ se€ün el cu¿rlr el calor debe fluir en
dj.recciÉn de la temPeratura más baiar ver figura 1. 5i el
gradiente de ternperatura e5, negativor esto esr decrece .át
los valoresi crecientes de Hr entances el signcr introducido
a la ecuaciÉn (1.21 r Permi te exFt^État* el f luio de calor en
forrna Pogitiva-
El valor de la concJuctividad tÉrmicar kr es caracterlsti'cn
Dlrecclon <lel FluJo Termlco
T(r0
+T
t ]-L---r
-+ +X
Flujo Termico
+T
t'i_
| +Axa¡r-
---+ +x
t|ftffiilfft
tt|tütfltfiDtffiffiilt
milfiffitffiffi
trclHTIENE:Gonwn'rrr drl dgno ei d FluJo dr Golor
AUTMEErmEE mlE:Z c 3ln0
ü,TE PEEA loFEz
FIEUF|A I
FEOHA¡ ilürüüt rF
FIGURA I Gonvenioe del signo en e1 Flujo de Calor.
6
der cada mater ial r Fresentnado Los metales FuPc¡g les
mag6rg¡5 valores g Ios n¡ateriales aislantes arrro¡^gtrEr los
valores menorfirs. Ademág 1a conductividad tÉrmica varla cÜn
la temperatuPa. Ver nufrret á1 1. ¡+.
1. ? TEÍ]RTA NH I-A C')NDLJCCI{IN
L.e etcuecihn cle ln cr'rncluccihn et ltne exPt^eEibn matemhtica
rlecft¡ci de de la cfJn5eFv{*cihn cle Ie ener€la en una :¡ustanCia
sblida, 5e pbtiene mediante un halance de energla en un
elernentos rje volurrten deI nraterial que transfiere calorr
vÉT figura !r donde 5e fnuestra un eLenrentos infinitesimal
dacjor A x A. C A z, EulJaEi siuperf icies gon peráleles a
lr:s ejes der coordenadas rectángulares.
El balance cler e¡nerHla de
A+BTo¡o de colorque To¡o dc enrrgío
. eirtm por conducción grnrrodo m olol rhnenlo ole ne n loArAy Az. ArAyAz.
este elerrento se eixFrese PoP:
sE+D. To¡o dr incrc To¡o do color quo
ncnlo do rolo pccondu¡cidrt (t.3tq¡rnfo intcr drl clrmclúono drl chm¡r¡b A r Ay Az .
A¡Ay Az.
An*l i zanrjn la expresión A Pera unfr 9,6 la direcci.fln xr si. el
fl.r.rjo der calon vieia en ese direccidnr se ohtienel
Ar = Or = Q¡ OyA¿ lr.fl
c Ia e>:presibn D en €*5a misma direccibnr a travÉs de la
IL(ag/ir)ar
üffidtffit
ilJlütflfiDt 0tfltt]flt
mtEmtffir
CC)NTIENE:Simbslw dc un olcrnonto infnitc¡lmd
At TORESIrmOE ffi CAlgfIO
ilTE FEREA I.ffiZ
FIGUFIA 2
FECHAT tbrhntn ts!
FIGIIRA 2 Slnbolos de un elenento infLniteelnal.
8
suPePficierY*Axsls:
Dr=or+1Ta'
pür 1o tanto la tasa neta
conclucciün en La diretccibn xr
expres:1bn (r.4) 1a (151 :
(Lrl
calor que entra pcrP
obtiene restando de la
11.61
de
5e
A¡-Dr = - Ti o' = - + arayAz
Análogamernte Fat^e les direcci.nnes !:lr z se nhtierne:
Ay- Dy = - -IL ar ayar' ' ¿l
A,-D.=-4 arayaz?z
Finalmente la tasa neta
al elen¡ento Ax ¡ u
exFresimneei (l;61 + (r?l +
/\A-D = -l ¿% * -¿-9-*IE' Ey
de calor
A zr
(f.0 l :
que entra
sEr deduce
(t.?)
(t8l
por conducci6n
sumande las
-?-r-\¿.1A¡ Ay A2 (¡.sl
[-e rp>rpr-qrsítrn B sie rJef :iner si Éln el merjio hatJ fuentes
dj.stribuidas de energla qu53 genepan calnr á un¿;t tasar
g{xrHr¡¡t)r pcll^ unirjacl fle tiempo H Por unirjad de volurnern c
estara deda PBr: E: g Arayaz (r.1ol
9
L.a tasa de increnrentcr rJe energl¿r ínternar Hr ParR el cflÉm
cle* lmsi sÉl i dcrsr se rerf'le-.i e en l;* tasa cle* aLmeceinamientm de
energlrrr i:enienclo en cuelnta que los calores tsFÉlclficr:s a
presiÉn C volunr*rn constantesr son igualesr Cp ¿ Cu =
c:
e = f%$ o' or* I I .rt)
donrJe f g Cp no varlan trcln el tiemFor t.
Reempl.aranrjm I as etxPresiones (l:€l r
simplifir:ancln el tHrnrinm A>: Ac
utiliza la leH de
las direccioneE H
Fr:urier de a*uerdm a (I.e) H
rHr z EEr obtiene:
(1.¡o), (l;rt, en 1á ('1..S
A z se obtiene:
5s;
en
T-= Tlrrtrzrll
( t.tzl
Fclt^ enaLogle
(t.t3l
parcial
de la
( t.t4l
* (- * I . *( * 3l). Lr,(r#l' e = .Pr jfdonde,
l-a ecuat-i6¡ ( ll13l sf:r denamina
de+ le cmnrjuccirSn dr:L caLmr
si.sr.r iente f orm¡.r = fI * ?F=¿* af
0¡ gh¡Irt'l)
ecuacíón diferencial
tJ ErE norrfiaL epxpresarle
r)t-g'-r)r? TF - F=?-F
llnieaiül {ulünüoú dü t Édrhnh
Cc¡tt. iibbo+cco
10
dnndr*r a(
def ine:
Nc¡rmalmente¡ e¡E utilizan hipótesis
ueiaF 1a ecuaciórr (Lr¡l g reducir
problema c Eu soLuciúnr 9á eue de
c$nsiderar sus derivadas parciales.
esi la difusividad térmica del rnateriel c Ft
!(= ( 1.151k
f.c,
simplificativas pat^e
la cürTrFleJidad del
otro modo exigirla
Algunos trasos pueden
sel^:
Si lar
esto
a I macena
(tni
fr5F
Si . adenrds de ser iln problema erstacir:rnarlor
genereci.¿ln de energ La interne del. mater ial r
(rJ4l se simpl if ica a:
temperatura de un material no depende del tien¡For
Es¡r ssis'tÉ?ma erstacionarior c el material no
energlar entonces la ecueciÉn (L1'41 sie cclnvierte
¡FrT7 +++
)tr Dt?5F-;F-+=l
+=o
( r.t6l
no exi ste
la ecuanión
(r.¡ 7l
It
denominada ecuacibn cle Lar¡lace*'
En el caso de tener un sigtema estacionarior sin
generecibn cfe calorinterna H en un sieterna uniclin,ánsimnal,
rn " el qile la temPerratura *;nln É?si función de la
cr¡nlt clenacla x r la ecu ac i bn (t. lrl se* re+du cG? a i
(1rE I
1,3, CONDUCCION IJNIDI¡',IENSTCINAL ESTACIONARIA EN PI-ACAS
PLANAS
P¿rra el estudio de la transferencia de calor Por
conducr:ibn en PLacas PI'anas sbIÍdas se agurre que eI
sisterna eE eg;tat¡ler no ex istt¡ generacibn interna de
enepgla, la 'ternperatura solo es funcibn rle una coordenacla
rectengular xr H que La cr:nduc'tivicled thrmica kr Gts
cnnstanter. Pnr Lc¡ tantn Pert iendo de 1a ecuacibn ('l;18) I
con le *g,.rri* de* la figure 3r se ohtiene:
ft)ra =Q
ltTtr, , o)r2'
O(r(L
Resolviendo esta ecuación diferencial de segundo ordenr en
funciÉn de dos constantes de integraciün Ct c Cz
t2
T-T(x)k-cto.
T(0)-11 T(L)-12
)x. L,
nffitffi[ilJIürflt0t 0fflilltmt[ffiffJ
CIONTIEF{E:O¡cn¡blo y mtdlünr pa! um plooo plono
ATIIOREE,nOE ffiZ GrgltO
,nr¡ pne tffiz
FIEURA t
FECHAI l{!fiibf l¡t
FIGURA 3 Geonetrla y condiciones para una placa plana.
13
rctsu l ta:
Ei se determina dos
las ten¡treratut^at c:!n
tal'eg que !
Ttot= Tl
Tt¡,, = Tz
Pnr ln tnnto:
TtotrOiC2 +Ttlt ' C,L+T¡ -t
Arrl icando estas
tenrper-aturas en
Ttrl = C¡I +CZ
condi cionesi de* contorno
las sup{:trf :icies extrernas
especi f i cando
1a placar
drdr
t
de
POIU l:O
poto l: L
T,,Ta- T:
L
condicíones se obtiene
la placa:
cz=
C¡ t
T(xr=+x+r¡
la distribuciún de
I r.tel
n cle r:tra formar
Ttrl - Tr
Tz-T¡rL
[-a exprersirln l¡..fgt mrl6?5tpa qu6+ La ter¡Fe+ratura rjentro rJn la
tr1.ac.a varle Lineralmernts* con l* distancie' t-a trensferencia
dsr calr:r Fnr unidad d€? tiemFn H Pml^ uni dad de área r á
travbs de la Fared¡ viene dade Pol I'a def inicibn de la Lec
t4
de Fourierr F{:tiár-:it-¡n (l'2) g se obtiene!
4r,r=-r++ =-r++t
c cJe acuerdo a (Lfg) entoncesr
{Tr,l = i4{r L
por lo tanto:
et., = -k (Ta=Tl)
O:q.A = -lA Ta -T¡ = -UILt Llre
(t 20 I
I La ta$e de flr.l,.i n de celar Q, a tpavás de un árear Ar de
la pLece €*É!
It.atI
SE ohser-va que tantor q como Qr scrn independientes de la
posicibn.
EL concepto cle resistencia tÉrmi cá se involucra si se
real i ra una analog la de la ecuaciÉn lLel.l con la
resistencia e1Éctrica Fol^ la relación:
Di f erencia rje pr.rter¡cielTntensidacj =
Re;¡igtnrncia elHctri*a
15
luego ¡
q=....IÉR
a
rlmnder R es la re*i,istencia t#rmi ca
ct.]ffro !
1r.22 |
de la Placa H se dpfinP
R: L/t.l ( L23l
1.3. l. cc¡nducción en Placas Planas Paralelas: en la
f iguy.a 4r se nruestran dos PLacas Faralelar¡ I For enalogla
elÉctricar el ca$o 4a 5e denonrina en serie I castr 4b
rersistenciasl Fn Paralerln.
U$enfjm 1a 6¡rilñf:iñn (1.?2)-q PfJr seme.iñnu a c6n la lng rje {)hmr
Fe.r pue+rje apl riar Pfrt^á el r:asr: 4a G?n serie!
c trara el cast] 4b en Faralelos:
o,lor-) - aS =rRr'rot¡l
E a,
o=far ) 3r Rr ' Tort!
Para resolver
Tr -Ta = Tr -Ta
R¡+ Ra l=! * !- l¡A rá
(r..el I
fr.2sl
qrr usñ la
aT rorrr = ..I..!-*1 -. R.+ ReR¡
>tHl :-lL R¿ +R¡
carja ¡^elsistencia indivi dualmenter
16
oq
@t¡r
40.-Ll
Serlo-_ L2_
n Iu
il{¡rllr ¡a|¡rErAt-AlrA
4b. Porololo
ITWIffi
ruIflMffi
ffi8ffiffiT
€ONTIII{E:Floor ilano potddor.o.S.b.Pottldo
rufonEgrilC ffi, Gr¡filO
¿ff FEnE ]ffi
F¡Ot-rilA +
FEGHA¡tluturbt l¡ü
FIGT RA 4 PLacas planae paralelas.a.Serie.b.Paralelo.
17
ex Fres i bn { 1.2 3'1.
El circuito En FaPaLelo asume que el fluio de calor es;
unidinrencir¡nal U si las resistencias R2 I R¡ E;t:¡n
rJi. f erenteg Pn m6clo 1;i.9n í f i r:at j vor entnnces será imPoI'tente
terr+¡r- G?n clrentdt c:ie*rtms e*f ect$s hi dirre¡ncionale¡s' Asl Por
er*iernPlc¡rg¡ilaresiqitenciatErnlicadr=lmaterial(3}E!5
nruchr: malJr]r ql¡fr 1e cle+1 mater ial ( ? ) I rtelre f 1u ir algune
cantidacl de energla ern Ia di.recr:i.r5n ascenclenter (en H) I de
Lsr enE|Agta que le eEitá transf iríendo (1) e (?) dando una
variaciÉn de temPeratura diferente a T2 en las áreas
EuPerf iciales {?} c (3}.
1.3. ?. Resistencia de
p I acas en c$n tactor €lrl
epareicsl EtnEll^elmente
rslfiisterncia rje contecto o
I r:s rjr:s m* ter i a l es nrr
interfese querja atr-ePadcr
h vaclm.
Contacto: cuando se usan varlas
la interfase de les tÜI'idosr
uná resistencia denominada
de le interfa$e' Estm ocurre si
se e.jus'l:an exactemente H en la
unH cepa de f l r.l j dmr ait^er l f qu i. dn
La resistencia de contacto es funciÉn PrinciPalnrente de¡
lAugrlsidad superf icial r le Presibn cle contacto de las
superficiesr e1 tipo de fluide g su ternPeratuPe. La
transferencia de calor 5e efec'tr.la Fcrr conducciúnr
18
trr¡nvección c por Fadiátrión c estos rfiercenismos hacen
cnmple-io el cálcu1o de la resistencia de la ínterfase c
debe buscarse en lo posible tenep un contacto térmico
perfecto¡ trto ElEr las superficies deben Eet^ lo más
pulidas posibles I la presibh de contacto alta. Para
superficies t^ugosae; g ba-jes presiones de enlacer la caida
de te¡nperatura e travÉs de la interfase puede s¡er
importante c no debe iEnorarser considerandose una
resistencia mhs.
Los trabajos emplricos realizados hasta el momento nomuestran una teorla satisfactoria que permita predecir elcomportamiento de las resistencias térmicas de contacto. A
maneFe de informacibn se rruegtra la figura 5r que P|*EBenta
el efecto de la rugogidadr la presión der contacto c la
temperatura de Ia interfaser sobre 1a conductividad
térmica en la nisma interfase,
L. 4. CONDUCTIVIDAD TERI'IICA VARIABLES
La cenductividad tÉrmica de la magoría cfe las sustancias
varia mug rápidamente cc¡n la te¡nperatupá¡ o debido a las
altas diferencias de temperatuFes la conductividad varíe
Eustanc i a lmente,
La forma corrro se afecta la ecuación diferencial parcial de
'1e
ctu;lvA RffiD o ar'tinq t mrn
g
c
o
E
7
lar*ln p[ rcr
lft¡O il¡ mrIHO pul¡ run
t2D-120 r¡h rsrlFt¡O il¡ mn
lflo pl¡ ranr
roe(¡q*)
r5
rt.9EIT
rt
tird
¡iF¡.*n o h rfrt* tb qct¡hr¡r| $fh¡¡ lI
ñrrDtrr|¡rr ad {¡ülrtI
ttffitiltillTffififfi0cflHtt
ffi[HffT
CC)HTIB{E:
l/brHr¡ dr b Osró¡ctlddd in h t¡Hn
A'lüESrffi W, GrSiltO
Jxrfr FEREA IffiZ
Frot r;rA c
FEGtIA¡]f'oúr¡rür tCt
FIGURA 5 Variables de la Conductividad en la interfaee.
20
la conducción del calor Po¡^ giErr la conductividad tÉrmica
variabler se plantea retomando la ecuación (ll) '
$f -ll)* *(,.#)- *( ,+)*e =r+ff
Asurniendo que Ia distrihución de temPeratuPes en el sólido
fuese estacionaria c unidimensioanl g quet no interviniese
ningún tipo de generación interna de energíar se reduce la
exFpesión anterior a:
$( *r'r ff,)= o 0¿61
Para resolver la ecuación ( 1.26 ) r s;er debe hacer uso de
expr^esión empírica que relaciona la conductividad trcln
temperature en forma I ineal !
k(Tl = to (r+.6r1 lr.27l
Dende: ,[
es une constanter siendo positiva si kr dercrece
la Tr Eiu valor usuálmente es Pequef,e.
la
la
? DISEfiO Y CALCULOS DEL BANCO
3. 1 CONSIDERACI{,NEs GENERALES
Fare disefrar el banco de pruelras que permita verificar la
expresión de Fourierr vep ecuación ( 1-2) r set derben tener
en cuenta las suposiciones tratadas al final det numeral
1.? g quel FeFmiten deducir las expresiones (1"19)r (1.?El)
9 ( l.?1 ) r pcrr lo tanto ser trabaja con las hipóte*is
resunirjas así:
Existe un sistema estacionarior ee;to es la tenrperatupár nrj
depende de¡l tier¡por no hag generación ni acumulación cle
energia interna g el sistema Ee considera unidimensional.
La idea central del banco de pruebas es la de tenerr por
medio de una resi.stencia eléctrica una fuente de energía
qur geneFe una tasa de calor unifornre g que Ee transfiera
en une dirección á través de las placas planas o Frobetas
de rjiferrerntes materiales trrrn dos dimensiones fiiasr ancho
g largor !J con variaci.ones en el espelsc¡r^r 1o que permita
deducir pát^e una r,isma área el valor de le constante ct
f actor cle cmn du ct i v i dad t Érm i. ca r H,
Fara pretender obtener una sola dirección se aislan las
22
pat^edes tf hases rjei un elemento rectangularr construidn con
places Flanas cJe ashersto-ce¡mentor quel abarcará la
persistencia g el serpentinr tal como 1o muestra la figupa
ér permitiendo que eI calop sea extraído PoP el agua del
serpent in.
Tanto en la placa generadora de calorr cctrto €rl la Placa
intercarnbiadorar siEr locaI i zan termocuplas cctnven ienten¡ente
distrihuídasr las cuales pegistran la di ferencia de
temperaturas pat^a una probeta de un deterrninaclo esFesor I
EÍlnmcinndo la cantidacl de celor que extrae el eque de¡
refrigeraciónr sÉl puede dedr¡cir la constante* de
cnnrjuct ivi dad térrni ce.
?.? PLACA GENERADÜRA DE CALOR
Compuesta básicamente poF un alambre HANTHALT (EO7' niquel
c 2A7. crornolr de El.5 mrn, de diá¡netro revestido ctrn un
ai.slante r'¡ de óxido de
magnesior (hasta t?0EtoC) c todo el coniunto recubierte en
un tubo INCOLOYT I1,gr?'L crcrroi ?5r 32 niquel c A4.57-
hierro). EI alamhre KANTHAL tiene una lonsitud de 3.45 m
c uná resistencia de lTtZE (ohmios) está construída Pñrf,
1lüt vmltiosr 7filEl u¡atios de rrotencia g una intensidad de
I 614 emperios'
23
¡I||| frb
ürhi*olEf¡ -;rrlr Jn'| U
bffi
ffi.hJ|l
fi|ffiiltIffi[mffir
GONTI!ilE:Cortr boclt¡dfrd dd Eqre dc Pruóot
ATIIffirre W, Gr¡ililO
dtr PENEA LffiZ
FIGIL'IIA C
FEGt{A¡}lffin llA
FIGURA 6 Corte longitudinal deL Banco de Pruebas.
24
IEt con*¡unto de la resistencia Presenta Ie forma de Mr {ver
fieura 7l¡ que permite una distribución nás uniforme del
calmr !:t evi ta el calentamientcr magot^ de deternrinadas
Ec?ná$, Está ernbebída en una place de aluminio (?77. Al ) r
de ?80l mnr Fclr 2EO mrn gr 2I mrr¡ de erspesorr fundida en loE
tel let^r.+s de la universidarj Autónor¡a rrecliante el sistema rJe
troquiller lo que permite un meJor acabado de la suFerficie
rectificada que está en contacto con Ia probeta evitando
puntos que Fresentan resistencias adicionales al conjunto.
Los terrninales de la resistencia están conectados a La
fuente de energia eléctricar no sin antes registrar el
pasio de cclt^F iente g le di f erencia de¡ potencial r ( ver án€!):cl
I ) . La pleca tiene I i bertad rje movimiento dentro de la
ca.ia rJonde g;ei hal lar perrnitiendo colocar Frobetag de
di f erentes El¡;pe€iores,
Fara aislar la placa en su parte posterior se recuhre con
une caFa de concFax l5AA r lana de vidrie g cerrado el
ccrn'juntor una placa de f ibroce¡nento (Eternit ) (v¡rr anexo
á).
La resistencia fue fabricada por el ingeniero Raú1 Héndeu(Colcrmbiana de Resistencias l.
25
rFHa
I-J hb
IId'ETRIAF|--ffi
I/IÚTA Ff,OütITAL
0 l*r¡
vEüA r¡l|ilx-
CAJA PROTECTORA
,fc'eá rm Oru¡lo¡
lrt lllD n S l0Drnm
I/ISÍA FROITITAL
PLACA
TOnm tlrrn
UE|A I¡1ERAL ISIEITIA
DE ALUMINIO
,o
I
tlftüilt Iffi[mffi
GONTIENE:
Plaoa g.ñ.r€do?o da edor.
A'ffiúre n.', G^¡lrO
.|ff FTREA LffiZ
F!GTL.|iA 7
FEGHAIIICfrTTT IT
FIGIIP"A 7 Placa generadora de Calor.
26
2,3 PLACA INTERCAHBIADüRA DE CALOR
Es necesaria una fuente s foco frio que Fermita extraer c
nrerdir. el calor del conjunto, El medio ideal Grs un
serpentínr enfriadm cñn água.
Para su disefrn se Hnáliearon los morjelos mostrados en la
f igura Er selerccionanrjo la al ternativa Cr por preeentar en
Frir¡era instanciar más hcmogeneidad de la temperatuFá¡
aclemás de cubrir magor área e refrigerart 1o cual implica
rnágor^ eficiencia en la extracción del calor,
En la construcción del serFentín se utilizó tubería de
cobre f lexible de l'3o (1r27 cm) de diámetro g l4trO rrm de
longitud- Al igual que la resistenciar el serpentín está
en¡berbido en una placa de alurrinio de 2O0l mm. u 4O mm .
de
espesor fundida en cnquillar (ver figura 9).
Las termocupLeg der las dos places están ulricadas a 1'4n
{ár3mm}r de la suFerficie en contacto con la Proheta g ein
la parte poEteri.or sel Fecuhri.tl con una cápá de conc¡^áx
15OO c una place de asbesto cernento.
At suministrar una cantidad de calor a una sustanciar g;e
obt iene un aumento de temperatuFár A Tr I stet Puede
relacionar mediante la ecuación :
27
bütALTERiIATIVA
L-1-40 m
büALTEFNAITVA
L-1.32 m
FtEFÍtlATF#NO FIIAITFrc C/I|.HTETCflJENIE
AI.TERNATIVAL-1.4O m
filrülilt Iffi[ffiffiI
GONTIENE:lloddor dr Scr¡rnth¡r
flfIw$fnG W, GAÍIO
Jff PENEA IffiZ
Ftot irA I
FEGt{A¡lloúrtn 15
FIGITRA 8 Modelos de Serpentines.
28
fr¡ |¡ üt
tt.
üüI¡h¡-hr0n
ISOMETR¡A
40 t5c)
ffi-- Sdqr2OOrnm
hFfl¡r
Fls ó dmlü $r*d !00 tmt
\,|ETA FETIilOiLATENAL
ililffilIffi[Hffi
€ONTIr{E:Flooo htroornblodoro d¡ Gdor.
AI'Iffitr ffi, Grqflro
Iff FMA LCEZ
FIOL.|iA ¡
FEG}lAlloúriln llt
FIGIIRA 9 Placa IntercanbLadora de CaLor.
29
O.9 ,9 ¡r l2.tldon der !
Qr es el f lujo de caLor en t^f ó J\s.
frt, f lu-io másico de le sustancia en Kgm\s,
ATr diferencia de temperatupes en gradc¡s centigrados
c qJ calor específíco en J\Kgm oC. o hl, seg\kgm. oH.a,
Por lm tantor si l+r sustancia eis eguar H FEr colncan
termÉn¡srtros a la entrada g sal ida del serpentín sólo Ée
nr*cesitaría cc¡noceF el fIr¡,io másico paFa deterrrinar el
flutjn rje¡ celor quc? scr extrae. El flu.io nrásicr¡ Ee
de*termina Enn la aguda de la relación.
Densidad rle masa;P=
donde eI flu..lio voluntario se determina usando una cuF¡eta
graduada g un cronónretro.
Al tor¡ar las lecturas de la temperature a la entrada c
sal i da del aguar s;E debe tener un sistema erstahle o
estacímnaríor verificando que 1a diferencia de temperatura
¡;eá cnnstante.
Feapn constru ír la FLace intercamhiedora s;e fabricó un
serpentín con tuhos de cobre unidos FoF cndos de cnbre de
1\2 pulg. x g0l gradr.rs. Luego se virtió aluminio funrlirJo
om
o+
E
en
'-¡-++.,...4r4----.
'i! U"".ni.'j',j i'¡i .t:lt'¡'it, li'iii:-' ¡.h i',' J.,;.i.,. :l'ir i'...;'.
30
uná coquilla donrje pFPviamente s¡r hahia instaledr:r el
serrpentínr pe¡ n la temFeratura de vaciado del alumi.nin
ft46 gradas centigracfos)r penetró las uniones sc¡lrlades de
lcls tubos g coclos destrugendo el serrpentín al obstruír la
tu ber i a.
Posteriormente se construgó el serpentin en tubo flexible
de cobre 1o que permitió eliminar los codos g por supuesto
la soldadura de platar per¡^o debido e la fatiga del
material. en los dnbltcetsr eI alunrinio obstrugó de nuevo la
tu her í a.
Fi.nalmente se optó pnr reel i¡:ar el s¡rrpentin en tubería de
cohre f Lex i hte g ric? acnFl ó ein una Placa de alumin io
f undicla en lc¡s tal leres de la universidad Autónr¡ma H á la
cual =iEr le grabó Eln beJo relieve la f igura del serPentín
merdiante una fresadora. Para evitar cámaras de aire'entre
el serpentín c l,a Flaca de alurninio se fundió plomo g s;e
serLló la unidad.
El serpentín así construído Fermite un voldrmen de agua de
Lt77 * to-t m! {ór25 x to-l Ft! ) para una sección
efect iva .
transverrsal rje tr?á * 10-t rt !, un área de Transfepencia de
cal.or rle 0lr05á m2.
3t
En g;u disefio adernás de g;u forma geomltrica 5e tuve en
cuenta quel pudiera evecuat^ ein calor generado en I'a
rs*sistencia elActricar tomanrjo el caso mAs criticm de
suministro de energiar e¡sto els ein forrra continua g Pát^e
una díferencia en lns tetrmünretros de entrada c seLide del
eguá nc¡ mrnor de 4 grados centigr,ades se tiene!
P = IV = É.5 Amp x 12El Voltios = 78O urattios
t?' Cp. ¡ T
q\Cp. a T
78O r¡att ios\418El ur. Eeg . 40 c
ÍlñrE---
= El, A4ó,63 kgm\seg
f= 3'rS tr = ?J. E4áá5 Ksm\seg
9?7.55 kgm\mr
€r.'f ¡67 6 x 10J *t \ =*g .
46.7h ml\ses.
La capacidad del serpentín es de t.lZxtA-' rt 1tr7
q=oJII =
om=
om
c
c$=a$=
si
ml)r inplica que una partícula de agua demora en el cas;o
más crítico 3.8 seg, Ern r ecorreir 1.4O m entre la entrada g
la salida de la placar o sErár a una velocidad de El.368
m\seg. evaluada con reHnolds como un fluio en la
tensiciónr p€rFrrritiendo evacuar adecuadarrente el calor.
Para cualquier otro valor rfielncrr de potencia g aumento en
1a difereneia de temperaturas
pclr 1o tano será la velocidad
permite me-iorar el proceso.
32
f lu'io másico será rr¡enor c
recorrido del agua lo que
el
de
?.4 CAJA AISLADA
P.+ra efectuar los experimentr:s ser debe user un rneterr j.el
que evite la transmisión rje calor á los exter:ioresr pnl- lo
tentor la ca.i a que cgntiene las pLacas frí.a H caliente se
cnnstruHó con placas rje asbesto-cemento (Eternit)r cladas
Eus caracteristicas c su alte registencia a las altas
temperatuFáEr (3AA oCl Ver anexo ?.
En las figuras lCI c 11r se muegtran las dimensiones de la
caja g detalles de construcción. Para gu ensamble ser usó
un adhesivo Siuper CrgI TH-3ó (ver anexo 3) r que, presenta
al ta resistencia a al tas tenrperaturas !J nr: Fs inf lamabler
aclemásr entre I es pl aces pl anas qu¡* son ai sl entesr EEr
ref orzó t:rJn lana de viclrio I iviana tipo Al^l (FiberGlass) r
la cual resiste ternrpe*raturf,s hasta de 538 oC,
4).
(ver anexo
la zona de pruebas se usó con capa de Concrax tsOO de
mm, de esFesorr luego tiene dos láminas de aslresto de
rrm. de espesor cada unar c completando el espacio
En
ro
4.8
33
tg
m
1
fr{
ffi¡Gt0tn
l5rrÉrd0Ú1PLANTA GENERAL
t[ltffilIffiEmffi
CIONT|r{E:CA.rA AIS-ADA.P!^ñITA Y CORTE
Gtqr4Alloo
afiffifilC Ell, Grl|rO
.tffi FE ICEZ
F|OL'FA IO
FEEHA$hIrür lC0l
FIGURA 10 Caja alslada.Planta y Gorte.
34
I|rt
bo
GtsDrm
r l/Ho
ffiIE IRAü61ENSAI
Iflo t ñnlrút l¡¡F
Errmlfil
VISTA GENERALInm
IIIIffifrmEmffi
GGDXIIENE:
CA'A AII¡DAEORTE Y YITITA G{ERA-l|(l¡B^llco
^|TUEIff FENET LffiZ
FroLriA ll
FEGHAlII¡úrrlr lü
FIGURA 11 Caja aislada.Corte y viata generaL.
35
hasta I legar e la place de f ihrocemer¡to (Eternit ) sEr
cclocó una caPa de lana de vidrio,
El aislanriento ger calculó asumiendo el área más critica
esto esr en la Placa caliente como si el calor generado se
transmitiese a la Pared hasta I'legar a la Placa de f ibro
cemento, con aHude de la figura tor ÉGr Plantea la si
guiente ecuación :
9-=8,= r tt;ttt-t -R L¡ ¡ !r* !t
l,A rra'l¡A
A:;umiendo T¡ = 3mA oC g T2 = 24 oC
H¡ ='El' 8tr t¡l\ltr 'K
Kr= E'ZEI r¡\rn cK
K¡= O' tr5 u\m cK
-aA = Et,BEl2 x tr.ZCI m = t¡ x lEl ln2
-3 2. Et.El@ x @.2@ m =! x lEl m corntr
al ter^nat iva.
l, = e5pesr:r concrex
Lz= esPe¡st:r asbestr: lámina
[-r= e+spesor de lene cle vidri.o
Tenemos z / n= o'3685 mlt/wA
36
Lm que inrplica R=9?l 'H\ur r:l menog
Anal i =endo 1n trans:f erencia de calar desde e¡l Punto
vista eLéctrico.
ER=3L = 3oo-24oc =o.t53o ol.fao ZgOr
Pc¡r lo tantor adtn sin cansi derar la Pared de f i brocemente
el aislan¡iento FroPue¡sttr es; suficiente. Sinembargor al
h¿rcer los Fr irneros laborator ios se detectó una Bérdi da
apreciable de calorr ESF€lcialrnente con los materiales que
Éc¡n huenos aislantesr le que implicó aBrEEeP una ceFá de
icopor cle 7 rnm H l¡ne pared rnás de f ibrocemento rJe 4 rr¡r]tr
{ver fiHura t?),
?" 5 CA.IA DH CONTROLES
La toma de dato= exige el u5¡1 de instrumentos erlectrónicos
corro un amPel^ ímetror un vol t irnetror un control de
tenrperatuFár un selector de temPeratuFas I un indicador
dieitat de ten¡peratura. La f igura 13 rruestra la caia que
egt^upa les elementos nombrados g además incorPora un
pi lr:to ( indicador lurninoso) r quE! ve¡rif ica el Páso de
energía al sistemar un sistema de encendido (on-off) de
torto et cnn.juntor Ftrl la Parte central se muestra un
di egrema i lustrando les conexioneE rje las termocuplas Perá
gr¡ia rJel c]ptráY'ir:¡ g Fn La parte inferior PElñmite almaceneP
37
nt
l,-lCORTE IRAl.lSl/ERSAt
cffirE Ls{gruüilALIfr rt tilr
PI¡OAS DE
F|ER(NBFIlO
¡0
PLC rffi
flfffi[mEmffi
GCINTICi{E:CA.rA AIS-ADA.ADfC|OI'| DE IC#OR
EDAIT
A'Iffiüc w, G $rorff Ftr LffiZ
Frot ria 12
E0HAlh-rÜrr tU
FIGIIRA 12 Caja atelada.Adición de lcopor.
38
mrn
uSrA tmfln
rsnffitm
t$
ts
rEo
t!o
gqs¡mruEilE@
-S ffiry-EE-ry'\+ o- ,+ '
- -i-- -l-ql|r - rrt
__J
qDPSrerf
ilJIililI IffiEmffr
€ONTIENE:GqF dr Ccntrofr¡
A'IffiS
.If,TE FEREA LffiZ
Fteu¡lA lt
FEG}IA¡X*ún ltlt
FIGURA 13 GaJa de Controles.
39
las probetes
del equipo.
Para le construcción
visual del operarior
eri la torna de datosr
pruehas u comodidad
fuente de energía g de
de*l sistema se tiene en cuenta la
sr¡ movilidadr facilidacl g precisión
seguridad en el manejo del banco de
en el transporte del equipo a una
agua.
c les elementns propios para eI manten irriento
?.ó CONTROL DEL FUUJO DEL A6UA
Para determiner el. fLu.jo másico del áHURr exigídn en las
ecr.recimnes (?.1) u (?.?)r-Ee tiene un sistema cclrtm e;e
muestra en I'a f igura 14, ecoFlarJo á la ral ide clet
se+rpentínr el cual permite nredi.ante la l lave de pañct
regular ef flu'jc¡ volunrÉtrico H gerantiea quer el serrpentin
permanelzca inundado evitando espacios con aire qu€? no
pe+pmi ten una buerna transf erencie de calor. En la misma
f igura 14r se rnuestra el tubo de bronce que protege lns
termómetpos¡ los cualers r^egistran la temperatura del agua
al entrar c :ial ir del serpentin.
T - t"''-'', UfrÍ"ri'Jlü..:J l!Ji f:!...-rJ
i.' ;"'l.'. '¡ ¡
?.7 SISiTEHA DE PRESTON
40
ül-l ,J!*'L|bPtF|l-t
FROTECTOR OETERMOMETRO "[
,fEil lioilcE
fl hnnrü¡
sr dfr¡. bruto-rtt
tlhtp drdrl rr¡
T
-
|-ü¡u? haffiL-!g-l
r[ffitffiilJIflilIDI
mImffi
CgNTIENEi
Control drl fuJo modoo dd oguo
AttfoE&.reffitcr$üIIAE FEREA tffiZ
FIOURA I'
FEGllAfffrnDr leü
FIGIRA 14 Control del fluJo násico del agua.
4t
En le figura 15 Ee indica el sistema de presión necesario
pera un buen contacto dr: las placas contra las Probetas
re¡rjuciendo el factor que se presenta en la resistencia de
la interfase n de contacto.
AL t--r:mpar{¡rl^ t^c?siuLtarjos eHpElFimentales tlajr¡ Ias misrnas
cnndicir:negi sin el sisteme cJe Presión Éi€l note une
diferencia entre 40 oC H 5B oC entre las terrnncuplas de le
place generaclope !f ta place:intercanrhiadora rfiálfor si $Er
realiza con el sistema ds* presiÉn,
Su funcionamiento es; mug sencil,lo c consiste en un tubo
que lleva una tuerca incrustada que aI girar resFecto á un
tornitlo produce un dersplazamiento lineal hacia adelante o
atrás presionando o aflo..|ando las Placas respectivamente,
42
cdhrrldo o lc cofi
rrr-p- 1)ffiÜpbrf?
IIJIilflI Iffi[mHt
BONTIr{E:Sl¡trms dt prrdon d¡ lol Frobetc¡
flfimsfmc W, cr!¡iltO
üTE FENEA LE
FIEURA IO
FEGl{A¡}t¡*rülr ilc
FIGTRA 15 Sistena de presión de las probetas.
3 PRI,JF.RAS EN PL.ACAS PLANA5
3,I. CflNEiTANTES Y FT}RI"IULAS
AI eiveluar la
detre anal i zar
Fruebas por el
c sifr plantea Ia
conductividad térmica ein una
el sistema cc:mo sfi! constrr¡gó
cual Ee hal la reprelsentado en
ercurací ón de FüURIER así iTr -Tr
R ol. + R.iñtrf. + R.probclo+ Rinhrf.+ R.o!
L rlzlol A
generadorar
I resistenciac.A
L2
hrAresistencia
probeta se
eI hanco de
1a figura 1ór
l3.t I
le interfase'
la proheta.
q =.ü- =
=R
Dnnrje:
R al t
e
resi.=tencia rjeL ¡rl uminin pl.eca
i ntercamb i adora'
i nterf.
Frobeta
Ncr sel uge la exFresiónr lÍr fector de transfsrrencia de
caLar pg¡r convecciónr ga que Elxigite Gln 1a interfase
luqares o esrracic¡s crJn aire pt¡^tr tarnhi.Én exiEten zmnási
dernrje los mate¡*¡;lrir6 hecen ufi buen rnntacto Prese*ntán rjose
l,a transf ererncie rje eelmr pnr conrJucci ónr pop lr:' tentn el
44
un LrfzC.6rm Amm
q- 41/z¡
R ol. R otss R probeto R ols R ol.il rz
ANALOGNA ELECTRICA
Int¡rüor¡
[ trflfffltmImffi
CIONT|EltlE:
f4rr ¡cdq! trb fl ¡rE f pfl
rutmsfnc W, Gr$tO
Iffi PENEA LH
FIOL¡;IA IT
lEGllArllctr*r fü
FIGIIRA 16 Esquena y analogla eléctrica del banco de pruebae.
45
factorr Cr Fep¡espnta en general un valor PaPa los mecanisrros.
Dersperjandn l.a i.ncognitar kxt feetr¡r de conductividad For
cc¡nrhrccirin de la prohete s;e'r:¡htiene:
Lr( 5.21
A.( Tr-Td Lr 2
-chcDgnde i
A = áree de Etr E@ mt Fc¡r @t!:@ mt = E!. E4 mtl
L,= Elspegor = I po¡ á'5 rr¡trr = 13 rrm = El .Ol3 m
q = caLor ganarlo pot el. -gua = ,i . Cp. AT
RteempláEendcl:
lr
' ( 3.31
rf, g(t-rc) 14 e
Fsit"r expresi. ón permi te ceL cu Lar real rnente el f actor cle
rr:nductivirlacl H r+e nelcesita¡'ía conocel Ft^eviEmente Ins
f actmres k al" g Cr f actnr de cmnducti virjad del elr.lminin H
cans'tante cle las interf assEl t.ersp€tct ivamente.
P¿rr^a e} factor kr del alumrnrE se consrderan lrrs factores
que Harlel*ar tiene en eI apendice C-?r pagr 7ü4 c Ée
cornplementan FoF interpolación. Se tienen en cuenta Irus
factoreE del aluminio puro ga que las pLacas fueron
cons'l:ru ídas ccln elum j.nio de* perf i lesr 9s7. de Al c los
datr¡s .npárqrren conÉignadr:s en la .tabla l.
L,.='t- oollr.-tl - ool3 - I
46
TABLA I Conductividad tér-mica del aluminig pu¡^o {9F7") "
Temperatura oC Factor k (u¡ln¡ oKl
E75
r m?J
t?5150t?mFl3mft
'¿Et?-
:l€15?oá:TFIE
?1r.?15??f;t
Lms valsrees de C san expl icarjos poste+riormente,
tJtras constentes g f órmulas usadas strn!
f= der¡Eidarl del agua = 997155 ks/rfitt
Cp = calor esp€tcifico del .aguá a presión constante =
4. 18CI uJ - seg/kgrr oK, datos estos que se tornaron a 3O oC
segfin eI apendice E-? de Karlekarr r¡ag 7á8.
En el flu,jn volunrÉtr ico a flu-io másico s;Er hace la
cr:nverrsi ón c$n:
m=.t l12
en ml/seE donrJe t2 es el tiempn e¡n segundos que
tarda un volurnen t #s determinado Ft^eviamenter en ¡^e¡ctrt^Fer
c EEr debe multiplicar For:
¿6 II x t0 *hl'."o* 997'55 kgm\ml pár^a obter¡er kgm\seE.r
El control ins'talado en el tablero ¡^grgu la el sur¡in is tro
del
la
en
47
enet^gie medi.ante Ia sefiel que une termocupla situada Fn
placa ge¡neradora de caLor le suminis trar Por ltr tanto
cualquier prueba se tiene:nZ v.-ttr
a i=l'Gl.c =
-I;-ge que el vol'ka,isrr V
tantes sF t i. e*nel:
enr
c la intensidad ¡d Pe}.frránecen CÉngi
q eI.ec
n<.vAetl
E --FEE-
+j2rJon cler t ¡ er; er I t i rirmPo rea L
en que sE suministra ener{f ia rjurante un tiernPc¡
predeterminarJo, t3 r lo cual se convierte en una frac ción
de energia que realmente se aForta.
L¿rs pérd i das o acu¡Íru L ac i ones de ca l or Ée elires;en por la
di'Fere*ncia erntre el calor g;unrini.strado silectrican¡ente c
eI calor evacuarJo p$t^ el agrrñr Én *rsitas pÉrdídas se tienen
r*n cuelnte var:ic¡s espr¡ctms ficlmc¡ melas lectr¡ras¡ f ugas cJe
calor al exterior. evnr--uecJo pnt^ el aguf," En srstas
pÉrcl írJns q;Fr t:ienen G:n cuenta verios agFeictos cc¡mn nralas
1e+cturas' f ugas de caLmr 'eL exter- ir:r"
Al ef ectuar las pruebas en materiales sól iclos rígidosr
48
le resistenci a cJer 1a interf ese o de contactm Prr:srnnte uná
cr.:nsiclerable* nposición al peso rJel calor mientres que trn
nurteriales nrási rjrlcti les,r blanclos g aislanteg set hace
derspreciable esta res¡istencia g Pc:r lo tanto no debe
te+nerse eln cuenta. Para hallar el valar der C qucl se
involucra en esta re¡sistencia 5e reáli¡ó la ecuaciÉn de
FfrURIER a lcrs resu I tados se sbtuvieron Ios datos
ctrnrignados en la tabla ?.
TABLA ? Valore=s del f¿rctor C exFerirrs?ntales
T*mperratu ra o(: Factmr C l,rr\n2 tit I
7A
1 Ero
1f5
15@
32á,4
3?4. 5
373,9
346.5
Este factor a Fesár de ser calcuLado Fara las dos Places
des alumin io H pclr lo tanto no sc¡p el mismr¡ que puede
existir entre una probeta g la placa de aluminio se asurne
en lr:s cáIcr¡los por ser exFerimenta]mernte Io más cet.cáno á
rl i cho ve I nr que se pu p.rde ha I l ar .
3. ? HFTODOI.-fifiIA NE LOS 1-ABf¡RATORIñS
49
3. ?. I Prepareci ón der Prabsrtas.
Para mhterner GrHtrErFimerntalrnentr* lms datos necesnrios que
evaluen el factor de cr:nrjur:tivicJarl kr 5e elaboraron
pr.nhe¡tes de sei.s meteri*1.** difere*ntes con dos; climtn.;i.r:nes
cfef iniclas I Elr ?CI mpor t?B nt ver^ tabla 3" CarJa prnt¡ete se
trata de llevar a temperaturas de 75nCrr lOEl oC, 125 oC c
154 oC obteniendo así un laboratorio por Frnbeta. Este
pr-ocedimi¡rnto sgr reF¡i t tres vecesr 1o que irnpl ica 12
pruebas pal^a cada probeta g los datos se consignan en un
formato comn el mostrada por la figura t7.
Dado el €t^án nCrrnero de Fruehas EEr t^eializaron dos preg¡^amas
en lengua;ie Rasic peFa conrputadorr urlo cle el los con:;idera
el f ectnr Cr eqite eis en las prnbetas de plásti co
re*f r.lru ador vi. dr in cL.ern -q A-ghe-.;tr:-cementnr ¡rl ntrr:
pro€¡^áme eEiufTr€] c=o FHl^a las prohetas restantes
TABLA 3 Materiales g dernsi.dedes de probetas
l'later i a L Sirnb, EsFesormm
Densi d,Kgrn\r,
Lana de vidrio LV 15
Asbesto Larnina A ,.rtraoAsbesto Grafit, AG '
Asbesto Cemento FCPlástico refor. PR
Vidrio Claro V
-38 34t 3
1940t9@,tr'
lBaa1300
?4AA
q,-El,á
5-á2-5
3-ó
50
omilrffil ufrE¡tfrnAAI,'TOIilA E GqOBIIE
Fru¡r¡ tl hr;hh ffi ErpO|tln
- tttttr F¡¡lrs:
-L-ür¡&flnlr*rrrtG s\,I
oEI
Í
$
Itl¡II
;ltl
i?
l! 'Eti
I
leTÉ fi
TItrnf¡hl T2bffii
I 7 I I 2 3
(DIEVAqOG¡
mmffitffimffffitImffi[ffiImffi
eONTIEI{EIFcnroüo I pcr¡ dob .rp.r|ltütdr
ArfmffiffiGr$üüEmLnt',
FIC*JRA 17
E0ll¡l|oúrrütr lE
FIqnA 17 Formato I para datos experirentaLeg.
51
3.2.2 Procedimiento en el IaboratorÍo
Para efectuar cada prueba se debe lirnpiar cuidadosamente
les Flecas de aluminir: g la prnbetar procedienrJo a
preinsarla nrediante el tc¡rnillc¡ de Presión g cubriencle el
cr:njuntm con la tapa clel hancn,
Se prcrce*rje R vÉlpificer que I'e'Fuente der energíe estÉ H llA
VACr serlecci.on{afr¡c}s con la pnpri l la clel cnntrmJ. 75 oCo c Fe
puede ence¡ncler el erquipn. Abrinrns la l lave de Pastr del
banco de pruebas antes de af¡r'ir al 747. la llave de páso de
las tanques perrni'l:iendo inundar eI serPentin. Luego 5e
lLeva Ia llave de los tanques a un 5Af de su operación c
con la del banco Ee realiza el reaiuste necesarior tal
Elurr la di f erencia de lercturas en los termómetros tcra
constante sin qu€¡ Fxceda lE cC ni Eea rnennr a 4 graclc¡s
celntr'ígradost 1o cual garantii:e un flu.in pn esitarln
trnnsi tnr:ir.r.
Sri Lo cuandn el sir*terna estÉ estehl.e s;,e ppocede e f nmar
I.ectures H estr: se 1r:gre cuendo c*l cmntrr:I e¡;¡tehiIiza les
te*mperatilrás Eln L+r pl.aca gernelradOre de celorr los
ternrómetro$ :indiquen lecturas constantesr o sea¡ 5i La
temperatura nc¡ camhia resFecto al tiemFor lo cual Fuede
tardar e-.ntre :A c 45 minutos despuÉs de encerndida el
equiFor dependiendo de1 tipo de material de la probeta.
52
En la merJición cje*l'Fluio volumÉtrico se pealizan varias
pruebas pr:,F seF esta la lecture más $ensitrle der todas g 5E
reali¡a un pr.ornedio, Igualnrer¡te Para las lecturas de las
termocuplas se hace un Prgmerdio a cada una de las Placas
de alumin:io,
El. prccedimientt: se repite par^a ternperaturfrE rJe lEtEt cCr tt5
tf 15?J oC, si .Las pv'uhe¡tas ln permi'ten r ua que For
e.iemplo para eL vi rjr i o ne deh¡e I lrpv*rEe e máq; de l30oCr el
ashestn-cenrentr.l hasta lBA o{: H Ferá le lana de
vi.cfirir:¡ rje ?S mrr F{*r pt.ttjo tnmar datr.rs snl.o tBEl oC, PnF s;u
b¡u¡¡na cal icJarJ cc:rfr¿r aislante.
3.3 RESULTADOS DE LüS LABORATORIüS
A cont inuaci ón EiEt presentan
eHF€¡r imentaleg ordenados pr¡t^
eEFesEr. (ver tabla 4).
Ios datos c t.eE uItados
el tipo de material !, el
3.3, I Lana de Vidric¡ Ref ! TFtn
Este mats¡r'ia1 vir.+ner Ern 1áminas rJe+ varies de*nsir:Jarjes
re+rr:¡menrjadas pñr,a equ iFo$i que ope?t^en hasta 45FJ oF (?3?
'C) , Estreci f í cada For el f ahri cente* c{f,rrrm aiElante tÉrmi co
psal^R suFer f i cies plenas de ductr¡s rje caLef acci ónr tanques
53
H r?quipms i.nrjr¡eitri,ales"
Dene;:i d,acl
Cmnrjuct ivi darJ tÉrmi. ca
34. ?B l'isn \ml
A,434 hl\m oH
Nota: Cuando erste material Éea util izado corrro Prot¡etar 5u
eJuste entre placas derbe ser moderado g no reducir eI
espesor de esta¡ Ha quer e¡ntre magor sea 5u dernsidad meinot-
será Eu poder aiglante. EE ppoducido por FIBERGLASS. Nü
debe aret^carsB a la cat.a g rnanipular con guantes.
3,3":I Ashnstn lámine 'EiHPCfl SBA'
Ester nrateriel elg fahricedr.r egF¡tcielnrs*nte perá Fr-oducción
der rje ermpaqueE; rler ss?1]|¿rrnic*nto par'á ErsflJErr aíre H algunns
gatesr con tenrFeraturás haete rje 4afi tC.
SEPCO tanrbi Én prsduce di f erenteg cal i dades Fá¡^a toda¡i las
necesidadesr por lo tanto es rrrug comÉtn en nuestro rnedio
industrial.
Densi dad 1840 Ksm\m! --
3. 3. 3 Asbesto Graf i. tado, Asberi t V 15,
Fahr i carjm en e$hesitcl H caucho ut i I i zado norrna lmente pára
errrpaques de sel lamientr¡ de* vápEt^ saturado, de aguR
caliente o friar -ErlpoFtandn temPeratt¡ras hasta cle ?BE oC-
54
(3g0 oFl s presionÉEi de 15 Kef \.*t - (?@0 pc;il
E=te rr¡aFcá H nraterr ial eE mug ut i t :i u ado en nuestro medio
indusstr iel r IJa que se f atrr i ce en dí f erenteg; cal i darjers'
Dens i clarl = 19mn Hgm\rf
3, 3,4 Asbesto-cemento (Eternit).
Placas planas Froducidas PoF Eternit Pacífico S.A. Pat^a
el sector de la construcción en divisiones g cielorrastrs,
De acuerdo al f abri cante pue¡de resist ir hasta 3EtCIt oC en
exposición prolongadar p€rt^o de acuerdo a Pruehas
realiraadas EEr Eugiere nr¡ lleverla a más de 19CI 'C' Hs
incmmbust i ble.
Denqi derj = l fiElEl Kgm\ml
Cnnductivídarj (Fahricante--) = Elr43 u\m oC
3.3.5 Plást i ca ref orzado
Resu t tado de Ia adi ci ón de P¿rlatal 51-?á C U solr¡ci ón de
parafina al 57. en srstit^eno¡
Et Palatal eg una resina de visco=;i dad rnerjia bastante
estable al caLr:r nr¡ pt.egentando inestahilidad en 5u forma.
55-
Ser usa para recubrir t¿*nques g tuberias que contengan
arfit:¡iacor água industrial (no potahle) r soluciones sal, inas
nglutrasir t^eÉfiduos cJe clorurosr VáFc¡I c prorJuctr:s
al:inren'hicios.
Densi rJarj = tSElEl Hgm\ml
Prncluricln trmr^ PRflDt.rQtJIt'IICA nH OCCIDENTF LTDA"
3"3.á Viclrim cIarr.:
Sr: principal apLicaciÉn está en eL sector de 1a
construcción espEtcíficamente en ven'tanag g se tiene rje¡ntro
des las pruebas comcr un material de confrontación.
Densi dacJ = i;.4Fl@ Ngm\nl
Conductividad = Et/6 rrr\nr oK (Karlekar e-Erndice D-?)
Ver Toblo. 4'
3" 4 GRAFIil-AS DH COND{.JCTIVIDAD HXPHRII"IENTAI.-FS
De aeuerc{o fi Ia {:ahl.a 4 g;f* r F:al i Earr las gráf i ces que He
nruc*stran en las f i.gures lBt l9' ?El' ?L r 22 c ?3".Se* rJerjucer
pere Los nrateriale:i trliperimentados.
LANA DE VIDRIO: Su' cunrluctividad desciende entre los BEt oC
c rsa oc de o,15 r¡r\r, oH a o.11 r¡¡\m oH c asciende a
56
TAA|.-A 4 Reisun¡pn de los ei¡:Perimentns
l...etrgretr.:rpin Es;pesnrlf¡m,
Pru*-haNr¡,
Terrper . Cmn du rt i. v.of 'Iérmi ca
u\n, oK
0t Lv E?l
AÍr LV E;t?
ur3 r._v ?J?3
0;J4
@17
otA Bl fJ
t5 85i
tl.1
143
L7@
141
135
t5a
1ff4
111
t 3Er
I áEr
175
l BFI
7A
1EtEt.6
1?5
B@
11@
1t9
75, á
flt, 150J44
@. L?377
@.7@764
ü. r 1399
E, et93E9
g.@?47q
O, PJ98HB
m.14BB4
m. F1781 3
a. 16841
E. 1fr7?t
?1, 11378
0. 18041
a,153ff
@.1599
B. 181?
a, 151ó
e. t734
a. r6qn
?1.1599
15
t5
MI L.V
B1 A
?B
0.8
B.g
a3 A Elt9 EI. B
57
üon't inuaci ún Tahl.c 4.
Leborator in Espesormffl
PruebaNo,
Tempera Conduct.o C térrni ca
r¡\r¡ o K
e! r A6 FJ25
E? A6 a?.6
O3 AG AT7
al FC Ctü7
mi-f Fc fiüls
a3 FC m20t
1"{5
1.á
1.6.
la5
13Et
9ql
153
q5
r?5
r53
89. ó
144
135
95, á
12á, É
t48" á
q9
11?
141.3
125
14?.16
?9,6
0" 1á7J
er. t á{37
0r. fó33
g. zger
PJ" ?HáA
a.?g&7
a,2837
E. lBóO
0" ?1@5
0. ?714
8.23?l
0.5514
8. á5É01
o. B8m?
@. &7P¿7
o.73ht
cl, B8B1
0,4535
0,s?aB
a.7333
o.5920
5
5
?
3
I
?
3
I
?
3
I
3
3
t
2
3.
I
7.
ó
3
I
?
3
Ial FC 614
58
Continuación tat¡la 4
Laborator io Espe+sormm
FruebaNo
Termperat. Conduct.oC tÉrmicau¡\nr o6
A? FC EJISI
m:T FC Fll{q
A1 PR ffHt
0;i PR oB5
0;5 PR A'i8
AJ. PR EM4
M:T PR fiMá
FJ3 PR OJ 1. F]
6
h
5
5
?
?
5
3
?,
3
I
:¿
3
t
?
3
I
2
I
2
I
?
L
3
I
E
t
?.
3
125. 3
15Ct.6
76
9á
I. I.9
77
1 FJflJ" á
1;13. 3
75
ra4
85, 3
letó. á
lEtl. á
1?5. á
B3
99.6
t?5.á
14B
77 "3
1mt. á
tt8,#
B, á335
o. á953
at.33Be
Et" 553F
a, F9&5
0,:i37?
vl, h577
a" 83?9
A.7'84'17
a.1éBá2
a,:1441
Et.1É1?A
Er. 23? I I
Et. 1 761 ?
I . 1?940J
Et.qTssá
Ft. ??lElsit
8,59á014
T, PI;]SRPJ
CI. BóÉóó
a.85399
59
finntinr.leci.tln tahla 4
[-ahmretnrr im Espeg;c¡rmm
Prue*haNn,
Tenrper. tor¡duct.o¡ térmicau\m oK
@1 V A0É
0? v 403
03 v o13
Ett v ?t0tB
0l? v PlL 1
03 v Etl,J
9?. á
112
g?
113
7A
1ü3
t27
77.h
9B
74.6
IE0
1?4,3
81 .6
104. ó
1t9, 6
a.88648
1.5@35@
a, 61 4?1
a.q@5il,?'
r . á?á10
1. á5{543
1.73?t l.
@.7n?n3
n. $744e
a.7n4c)6
er " 74áecl
6.7é3@l
a. h6461
@.71?n2
1. ?4537
É
ó
á
3
3
3
I
7
I
?
t
?
3
I
?.
I
?
3
1
?
3
ó
MATERIAbLANA OE VIDBIOhfr m¡lr rftrx'
rI
tzl¡l
flIFt¡otFo*zoIt
oo+
r0 rfo rú ts tao tto tco
TEMF'IRATIJF'A E'{ OC
flltffi[frflHfiMEMHr
GCINTIEHE:
hrú¡sür|dd tÍnhE d¡ lo lcrc da úü0.
AI'TtrErre üZ C ¡ftOüff FEEA I.E
FtoLriA ft
FEiEtlAll*rür lt
FIGURA 18 Conductividad térnica de la l_ar¡a de vidrLo.
6L
MATE;IIAK
ASBESTO LAMINA
+
56üIE
3uE3aE
¡0 flo ts
TEMPEFIATU¡IA EN I
ilftffitfiüilHttffi[mffi
GONTIE}{E:
Ccoúrslfulfi ttn$o dd óEtc lclfte.
Alnffidilc ilt Grgtto
Jff FERET Iffi
FIEL'RA ID
FECHAúloffii lll
FIqnA 19 Conductivtdad térnica de1 asbesto lámir¡a.
62
MATERIAK
AsBE8[O GARTADO
T
56itÉ
3,6fC¡
Í
c0 flo t50
TEMPEFTATL'FTA
Ito
EN OC
g Nc rvducr
rfiffiflrtilffiiltffi00flil1t
MEMHT
GgNTIE}{E=
Ceildwlluldod ta¡leo úd údD gl!ftü.
AI'TORESfnC WZ CISilO
dxE FEnEA tffiZ
FIEUiIA ¡O
FEGt{Aúloúrün lüt
FIGIRA 20 Conductividad térnica del asbesto grafLtado.
63
MATERIALI
Affiro-Gürro (mr)Uttlhür0ft rrfnJ(
{F
J-¡l
ÍIEAoutro
zo(,
1.0
qe
OD
qrc
qlo
olo
q.$
ú ú fú tfo ttO 1t0 t{o fro
TEMPEFIATIJFIA EN b
WffiTilflffififfif[ffi[mm
GCINI|EIIE:h*¡cüti&d bnrk¡ fl oüo¡te-onneirb
flnmlfnc WZ c nnO
Jff M LffiZ
FIOU¡IA 21
FE0llAtllcúrrfr {et
FIGURA 2L Conductividad térnica del asbesto cenento.
64
r.ro J
MATERIAbFLAST|SO iEFOiZAOGt
{
J-ltl
ÉIFAottro
-oo
t.0
o¡o
o.D
o70
oto
o.s
o¡o
I.'IEffi
oJo
o.D
o.to
LAE OPROOILE OIFRO4I
ülrn u¡ olFtffi
to $ r0 ||o rn ts tao
TEMPERATIJF'A Et\| OC
uE 0|Fn00+
ilfffifitrfiHfiffiEmffi
CEINTIENE:
h¡d¡¡rüddd lrrrrb d ¡brlÉ¡ nfotrds.
At¡tErnc ffi, G $fOIff FENEA LffiZ
FroLriA 22
FEO{A¡ll*ilr lfl
FIGIIRA 22 Conductividad térnica del plástico reforzado.
6s
MATEIIIAb
vroRto trLARofltH.tl rfh.l
o llo rdlrIÉt} r.m6
ilIE r.zo
AÉu5 r-oDC¡
6C'
o.7!
0.llt
ilfIfrffifi0fflilttffiEMHT
CICINTIr{E:
Ocndwür,lüd trnúeo d¡l vldrlo doru.
AlfroEBrnC ffi, GA¡rrO
üff PENEA LffiZ
F|OL.|RA g¡
FEGIIA¡lls*nI¡ llü
FIGURA 23 Conductividad térnica del vidrio cl-aro.
66
ten¡per-rtuPas rrláHnres. Los
uná desviaci ón re¡ipecto al
de 3. ? veceE K=El. I 1 \nr oH
dato$ exp€rrimentales muestran
factor dado por el fabricante
AEiBESTü L.Al"lINA: Presenta ascendencia en el factor
ccrnductividarl O. lá u¡\m oH,
ASBEÍ]TO GRAFITADT.I: Tíene* tenrjencia. e rji sminuir erl f actnr
ck* cnnrjuctivi rjarJr Hr a nrerji.rja que aunrnrnta la temPeratura.
K = Ql.?Elw\m oH" Pc¡r tene+r erafitct Fl.f cr:nrjurtivicJed
res;pectr¡ a I Asit¡estr: [-.;lm i na f*si nrag$r "
ASBESTO CEI{ENTIIl (Eternit ) ! l"luestpa erñenrjencia a rnedida
que eurrenta la 'herrrperature. Respecto al val¿lF dado Por e=l
fabricante Fresenta una desviación de 1.?B
veces H=0,55 r$\m oK¡
FI-ASTIC0 RHFüRZAD0; 5u conductividad de*ciencle a n¡edi.da
qu¡* eurnente latenrFeratura. Existe una nrarceda diferencia
entrs¡ la plece dm '.il rnrr H ln de 5 rnrn detrido al sistema
manuñL cle'Fahricaniónr ñ lesi clife*rencias cle mezclas en Fugi
'E{}mpmnF-rntes cladr¡ quf: las prr:betas fmercrn hechas cle
rJi.f err+rrrtps rr:rIed,es. 5ie+ af+[¡rltr-r H,=El;:l5r¡l\rn oK,
UIDRI0 CLARfJ: Su ás;cenclenci.a eln la conrjuctivid¡rd a medi.rja
que aunre¡nta 1a tenrperatura E's notoria en al.gunas Prr¡ehas.
67
Cn í n r:: i cJe cnn I os datne;
f ectnr de tr*ns'f er+pnc:ie
ú.7ü r¡r\rn oH.
É?n r:nfi tpacjns
cle+ re l or pt:t^
€!n l ibrns"
r:onrjucci ón r
ElN
con
Eiu
H=
I ND I CAC I ONES {:(.JHPI-.EI"IHNTAR I AS
4.I 6UIA DE LAFORATORIO
C1;¡n eL f in de tener un docunrento €uía para la elahs¡ración
de ppácticas en el laboratorio se Presenta el giguiente
docunrenl.:o acorde con las caracteristicas del banco g la
teoria que e¡e tiene en el contenido Programá de 1a
un iversi dad.
4,l. I Prif',¡era Farte
4. 1, 1. I üb.jet i vn: ÍJeterrniner exPerinrentelnrente la
cmncluctivirJacl tÉrmica (H) r rln rJi f erent€rsi nrfitet^iales
4. f ,?, I Tenría: Le conrjucci.ón es, uno de lr:g; rrrecáni.srnas
de trensr¡isi rin cle cal.or eln 1os cutrPc¡$ s5ó 1 i clos oFacos
desrje una uonfr des rlrauor temPeratura a uná dr¡ menor
tenrper,atllFáEr clebido a la vibración de las msleculag o Pc:r-
el arrastre de los electrones.
Si sEr logra crea¡* un ambiente en uná Placa Flana Pára
el sistenra Eea establer nÍl er:ista generación
acumulac:irin interna cle energíar la temPeretura estÉ
que
ni
F!n
69
función der una coordenada g Eeá canstante con el tiempr¡r
entonce=s =ie Fuede con=;i clerar que la ecuací ón de F{tl'.JRIER
ríge la raFidr*i: clel Flu"jo de Calor po¡^ ccnducción:
Q=q.1.=- rlT¿-Ti) A
L
Dmn dn* :
A = Flr.l..i m de Calnr G?n ur (u;¡tt),
A = Are*e trxnsverrsial aI f lu,.i o *¡n rÍt?
q = Flu-.io tÉrmico en u¡\rna
[q = Constante de conductivirjarJ en u¡\nr oK
T I C T2 = TenrPeratuPa en oC
L = Espestrr cle la Frobeta o material en nr,
(ver figura f4)
4 " '"-?. ?. 3 Equ í p*¡ :
Prcrhetas
Crmn ónretrc¡si
Vasr: no mpnot^ a SQlfil rnl.
Un par de guanters de ashersto
Agua
Enerq¡ia a t1A vac.
Bancs de Fruebas
(ol.
ti r -l
70
ruffififfififfi[mffi
COiltlGlrl|!ilqrrno - rrl¡.phla ¡lm.
anffirnc ill ef¡iO{ff FftA ISEZ
Ftc.fFA s
FEGItú¡ll*rln ll
FIGIIRA 24 Esquena de una placa plana.
7l
4.1.1,4 Prnceclimie¡nto: [-a f igura ?5 mustra un.+ sec¡:ión
del banca d¡¡ Fruebas. Se i dent i f i can: A. Placa cal iente+-
Resistencia elÉctrÍca aFortadora de .*for al sistema, B
proheta o nrater:ial de elnsaHo. C. Laca fría-gerpe¡ntin
e¡:tractor de calor-.
*Cnlocar la prol¡ete entre la placa fría c la pLeca
cal ieente pt^crgimnancln adecuadamente Fara evi tar al nráximo
cámaras rje air-e. Desrru*s d*r cÉFt^ar eI conJ unl:n graclfr** el
enntrr:1 e 1e ternperatura que r¡c+ rjesee hacer erl exFet^irnr*ntm.
.FFncier¡rja eJ. sistema nn sin antes verif ícnr qu€r sel conercta
a IlEl vac.
*Abra la llave de Faso # I Far¿¡ inundar el serpentín
dif r:rencia de termFeratut^as en los termómetros entre 4
c 1B oC.
*De.je un tiempn trapa estabílii:ar e} sistema H tcme los
cletns rje ten¡FeratllFás¡ veltaJer intensiclad de c$l^rienter
flu.ir: cle egue.
4"1,t"5 'lnfrlrnre
4.1.1.5"1 5i. la ecuar:ión generel de ganancia de caler cJel
c
oc
72 !r
.t|rtL r*¡¡¡lllllplt
hllbS'
ml¡tIto u lB
['
NEffiM
GOñlflEñEc
t¡c¡l¡n lr¡cc dr puúc..
/ItffifreffiGlfrc"rmmrffi
F|4.'|r tD
ffifftfffirlt
FIGURA 25 Secclón banco de pruebas.
73
,rgr.rá vittne dada Pclr:
e = Cp, fi, af- (b)
Donde:
A = Flujo de caLor en u,.
fi = plujo másico derl agua en Hgr¡\seg,
AT= Difers¡ncia de ternPeratuFas en oC entre la entrada g la
saI i da clel agua'
C¡r= Cal.nr Ég'períf i cn de+I ágtlá e Presi.rln cg¡nstantg¡ tn ur'
seq\l{-c¡rr" oH" CÉmr:r relaci6¡;¡nla {:cn l,e ecrración {a) Páre
ahtenc*r la cmnducti.virjarj tÉrmice' l{?
4,1,1.5.? Crr¿tlÉ$ Étrn las vapiablers que Pueden afertar el
v;rlor rje Ia contluctividadr H?
4, 1. 1.5.3 CrSn¡o varía la condur:tividad aI aumentar 1a
ten¡peratura en un nretal Furo g en un aislante tÉrmi co?
parque?.
4. 1. t ,5.4 Defina le resi$tencia tÉrmice de¡ 1a Pleca
enaL i;rarle H cónro seríe esta si 5F tiene una conductiv:icl'nd
tÉrmica ba'ja""
74
4. 1,1,5,5 Si la frrnción lineaL en¡píri.ca:
K (T) = Ho. (1 + A T) (c)
reprt+sr+ntn 1n vari.ación rje l'( resperctm e 1a temPeratltra en
donde:
Ko = Conductividad tÉr.mica á una temperatura de referencia
I Cl .
3 = Ceeficiente por temperatura de la conductividad
tÉrmicar eE una constánte g su valer usualmente és
Fs¡quefro. Cnnro se rePresenta graf i camente la ecuaci ón
( c ) I cüno obtsrner J9 ?
4.1.1.5"á Si s€il tiener un materi.el aiÉlante térrnir:rr que ncl
rc*sir;ta tenrperaturasi rreHr:t.G?É e 45 of'¡ cómr¡ Pr¡dr"íe
nhtenerse La condur:tividad tÉrmi ca Hon ¡rL hanco rje Prue-has
si la placa Benerarjmra se hall.a a lAA oC?.\
4. 1,1,5.7 CaIculo la conductividad tÉrmica de la Prsl¡erte
4- 1. 1.5. g Expr-ese Los f ¿tctores de error'
4, 1.1.5"9 Puede detectarse con el banco de Pruetlasr
que le cc¡nrjuctivid*rcl tÉrmica Kr ErF ullá f'unción de La
75
temFeratura?
ffi=f(T)
4. 1. 1 " 5. 1A DÉ conclu$iÉnes, observaciones C gráf i cas
(Analmr.líe eLÉctrica). L¡3g; datcrs PuHfJen Fer con5ignadps e*n
I a eráf j. ca mm-*tredn r*r¡ la f i gure ?'6.
4. 1. ? .$eBrtncla Parte
4, I.,;f ,I Oh.jeti.vn: Dr*termi.nar txPe¡^imentalnrentn la
conductividad tÉr.nricar Hr rje una F laca planar collr¡cienrjo
la cc¡nduct ivi dad de otra que sE hal la en seie (Dos Placas
sr*guidas)"
4,1,É.t Infcrme
4" 1.3,?. L CaIcr.rlrir la concluctívidad tÉrmica de 1a Praherta
dms.
4,, I .:;J,;t";i E¡rpr+lse J.ns f *ctmres+ de errnv'.
4" 1.:r.?.3 DÉ coflclul;ionesr r:bsi€lPvaciones c gráf :lces;.
(Arralm{¡ia el4ctr-i ca) .
4.}. RECOI'IENDATI{INEEi
4,É. I Teni.endo en cuenta eI alto costo g 1o delicadn del
76
omnH urElilIAtlfrufl¡trÉffilEirrrrl¡ÉbH
cll¡-.|D¡EII
Matdd: Jss' ¡lrr
LáF-Lr¡r*rro€ sItItIigIIIl
;lÍf
Ítlf:
'Fli'
I
left fi
n'h¡úr
T2hffi
I 7 I I 2 3
wn|ilmfrtrffi[ffifiNIH.H
CO¡ilTl|stEr
Fcmctc 2 gtv- r|ltc ogtfn¡t¡lr*
A'IEfflrc,"Glsmtrmtttl
FIe*'iA 1N
lEf rlthül lt
FIGlnA 26 Foroato 2 para datoe experLnentalee.
equ:ipcl tanto e1Ér:trico col¡rc¡ electrónico del tahlero
cnntrol¡r=; se t^ectrrriend,a equiFarlo ctrn un estahilizador
veltaje e 1ltr voltios.
4.1. ? La f uente de sumini:¡tro deI agua derbe
frnicanrente 1a de los tanques erlevados PaFa garantirar
c,*t.ldal constante g Permanenterr lo cual no se consigue
el sunrin:lstro rjel ecuerjucto local ,
4" ?,3 El L¡anco de pruehas nr.: cJerbe selt^ qieFaradm del
tahlern cler cnntrolesr sin antes clesconeictar lns cahles3 del
f l.uidm el.Éctrico }J laE tprrnr:ruFlasr reial i lancjr.r este
6Fc+rac:irJn Fref eríblemente cjel tnhlero de control. 5i er5
ns*cesari.o haCer rpparaciones ern las PlaCes de aluminj.r:
cclocar l;.rs ternrocuplas en las mismas Posiciones en que se
hal lan,
+.?..4 En cacla práctica dirigida a los estudiantes debe
estar una Fe'rsclne calificade¡ coordinandt: las activiclarJes
prclgremedas,
4" ?" 5 Nm. reral i zar Fruebas cuandn eritÉn f unci mn*nrjr.:
máquines acJHacerntpt .al hanco de Pruebas qu6r rePresn'lnte*n
v,i*ri*arímne¡s en el rnnÉilfi¡o cle enerHr'.a. Hs recr.:menrjahle que
e*l eqr.¡ipo se instale' er¡ une ztrna
donde no haga mucho cclnsurrrc de energía pgr Parte rje ntras
77
cle
de
5er
un
cfJn
78
F I enr*rn tnsi,
4" ?.á Con el. f in de sumini.str^ar un ser-vicim eh¡ier.tr.r a 1e
comunirJacl FrG? detren real izar v¿rrias Fruebas fion otrn=
rrateriales U evaluar basadr¡s en una conrParaciún resPectc¡ e
e5oei nreterialers"
4"",7 Al ef ectuar pruebas ver i f i car Fr^evian¡ente quÉ
tenperatura resiste el material. c aI te¡^n¡inar la práctirar
retirar la prgbet"r del equiFo,
4. ?.H .$egrln Loc; e¡rpfrt^inrelntos r¡.ral iEados cc]n dif era*nte*s
mnterial***i sG.l $lrgie're quf? tn La evLaucirin de nraterriales
nrr+tál icers ( cr:nductcrres térnricns) r sG? ef ectuén lms
Fxpr3r irnentms e'n un t i. po de bancm rje pruehas dande* el
f ac'tor f ,actnr rjer superf i cie nr¡ af e¡cte los cál cu losr gá que
e$te esi rrrug incierto para las conductores.
4. 3 I4ANUAL PARA I',IANTENII'IIENTü PREVENTIVO
4.3. 1 Sanco de operaciones
En f nrma perrnanesnte sel debe revisar eI egtardo deI
pr?r:r.lhrimi entcl de Emncy.áH el cual debe eetar sin
f i.suras c¡ gr ietas sign i f i cati,vas que pe¡-mi tan evacuaci ón
derL celnr,
79
5j. las fi.sr¡ras cl f,rietas Fcltl rel.ativametnte pequnfíasr
podrán ser resanadas c$n REPEL-X un Proclucto refractarío
de rrruH buena adherenciar también fabricarjo Pcr¡^ ERECf¡S de
l"ledel I í n.
Ncrmalmente el laboratorio de fundición mantiene en
existencias tanto el concrex 1.:iEB corno el RerpeL-X É sie
puedsr con*egu ir direr:tamente con el AlmacÉn Edu,*rdn
Arangnv. r distribuirJr:r de estcls; materieles.
4,3" ÍJ Placa generacJmra de cel nr
En cag;cl de que est¡¡
con CONCRAX 1.548 'Frcpr¡r^c i rin de* 158
CfiNfiRAX.
Ln misirrro que Ia anteriorr
superf icie dsr trahaio ccln
el. f'actor rje suFerficie
Tamb i Én f+f;r rjebe rev i sar
sucedar la Faretd podrá qier Fecontruida
Ft^elFflt^anrJm una rne¡cla con agua en une
tr " t:, cl:r ngr¡ a pmt^ cada k i l ngranrn de
Antes de* iniciar cac{a práctica de labc¡ra'torio
rr*vi.s,nr c fll;e{Rr las superficitrsi der traha-.i m.
4,3.3 PIcace intercan¡biadc¡ra de cclLor
d++he*n
debe pe¡manecrr Iímpia la
el f in de ev:i tar aL ter,acieners en
ufu (Resistencia de contactct).
€rn fornra peirmanenter pos'ible*s
80
fuEas de agua pcr' Las uniones o acoFles de la tubería de
cobre eI intercarnbiaclor C en cástr de Prelsentapse 5e rJeben
hacer lms a.iustes resFectivns que normalmente consistirá
en .sJustes rje racores'
4,,3, ¡+ TahI err.r de rnntrr:lers'
Cr:mr: mantenimientn perrranclnte se recfJrrriencle erl eserm Eln 5u
parte externe g Ern su partr* i nte*rne si el equ i Pn Éc?
desr:onercta eléctr:ican¡enter gf, que Pg}r estar cemPuesta rje
eLems¡ntos Erléctricos H electrónicos su mantenimiento snlo
ser* r+=,al i zada PtrF PEll :;oneI esFecial i:¿ ado,
CONCLUSIf)NES
t El labaratorio de transferencia de calor Perrniter Fclr
rnedio de la exFerinrentación la aplicación prár:ti.ca de Los
conceptos teór i cosr aclqu ir i dos Fr:F el es'hudiante'
? El rJir'eño L¡ cnnstv-t.lccj.ón rjel Labnretmricr rePpesr+ntá
parñ lns autclrers r.rn;-+ rpxFr?ri.eincie eltemente posiii,r*o Há
que tiiei aclqr.li.rie+rnn fienncimientns prácticos H scr eplit--Rl mn
1 r.rs cmr¡r:++trtss lJa,acjqu ir i clrrs eurrentanrjr¡r los cn i ter ios Pat^a
l"a tmma de rj¡:rcisiones en el campo Frof esional.
3 El laboratorio tE un elemento didácti co 9 de
investigación rrug {tti I que cgr¡plementa la f ormación rle
futuros pr-e'f'esionales egre,sados de la Univerrsidad Autónoma
de Occide*nte, Este apürte reprersenta un gt^an orguLlo para
los au'borers.
4 Btsarjns en Jn+ latrr:¡ratnrims3 reral.izednqi se* rledr.lce que el
factmr rJ** transtf;rrencia cJ¡¡ calr¡r por cnnclucc.:'ión r?n pLncas
Fl enesl Sól i. clas -L.f r¡pñcásr k r G?Fr l.rnclr f unri ón der La
termpera'tura pcrrá c¡rda nrater:lal.
82
á' P¡rre l,*ter:i,rLes nisLanteE H quf+ sR def'nrmsrn eilá"itic¡nrerlte
finn tr¡.*J as preÉ i one+s s]e puercjs+ cr¡nF i derrar quE! nm G*5
rr*prclrielntat i vc¡ 1a rersistencia rje contectr: o f ar:tor de
superficie.
6 EI lat¡orator io permi te ver i f i car que el f actcrr de
trar¡sf erencia de calor por csnducci ón nc¡ es une cont,ante
aunque si es una caracteristica para cada material'
7 Sin tener una cuantificación rrrulJ r+¡:acta sobre el valor
d¡p1 fa*tor rje la resistenci.a rje¡ cc¡¡rtncto se puede aPrarciar
clrrc? ¡+*tÉ. ,*f r+ctacfn pot^ la presi ón *nntr-e les Placag;r s*l
efir-1h¡rcJffi $uFF..IFf icial ;:ntre +el l;rs¡ H I.es trrmhe=tas H Fmr le
termrreratura.
83
FIBI.-IOGRAFTA
I
l{ARL-E}{ARr F " V }.r DESPIOFjDT r. rr' Trensf erencie cje Ca I'or r
HÉx i cm, Interenren i. cana S, A. f qF5 . 7q4 P,
f{REITHT F. c BLACHT W.Z. La Transrnisión del Calor'Espafia' Alharnbrar S'A' f 993. 344 P,
l"lARt{Sr Lionel SimeÉrr. l'lanual del Ingen iero l"lecán i co.Flé¡ricor Unión Tipoeráfica Hispanoamer-icana. 19á8. 3
OSISIKT 1"'1. Necati. Transferencia de Ca1or" l"lc Graur HillrL-at i n$¿rrrr€lr i cena t tQ79 r 54É p.
84
AND(O I. DIAGRAIIA EECNrcO DEL SISTEMA.
ML5HrcADfi S.EgIfi
CONTROL
tr
ilffir$nrGmOm¡¡c)
frrcfnó oütEt.
D 1ffin¡3rflco r mE9At
¡
r¡frffilIffi[mffir
GONIItENE:
AIE (o l. Dlo¡luno droüloo dd J¡tmp
arrmsfre W, G liliO
Iffi FTNEA IffiZ
FIOURA ¡'
FEGHA¡llqlmlr lfü
FIGIIRA 27 Anexo l.Diagrama eLéctrico del slste'na.
85
ANEXO ? CARACTERISTI CAS DEL ASEESTO CEI"IEN'TO( Eternit )
Ut i t i z¡¡cJe e*n lárninas FLanas pare la censtr-ucci ón ds'l I tranccl
de pruehasi FrJr s3u resístencia al calor.
Es+ :incmmhusti blte cJe ecuenrjm á Las nc¡rrnes DIN 41fl? H c{:}mfl
eisJ.enter r:urrE, le cr:¡n Les nnr rras f)IN :¡74 que trata rje+ La
retsis-*tr*nfli.t e l*.-qi he*l.ad;rsi H aL calmr" Hq3te Prnductn Fs;
fabricarjm F¡crr Eterrrit Pecificm S,A'
De*nsi dacJ = 1EEA kgm\rn3
tcrnrjuctivicjad rsegr-ln f abricante = ú'37 kcal\m. h. 'C t4.43
ur\n oC) Res3ig'hencia aI celor Prolongado haste 180 t.
86'
ANHX('3cARAcl-FRIsTIfiASDH|.-$IJPERCRYLTI"|-3ó
Fegante a base de acr'íl.icos resistentes a terrPe*ratuPas de
hasta 3trtr oC t=oPorta la hurnerjad grasas g aceites' Ss¡ usa
eil t a f abr-icación de en¡Paquetacluras en aluminio g cartón
de asb¡estor enrPaquetaruas de ¡notnrr caia de transn¡isiÉn H
ex hostos.
ljs+ns i. dad = 1 ImF khm\ml
Ti.emFn rje secadn entre 5 H L?J rni.nutr:s
No *rs tri¡l:icn ní :inf lnnrehler nit di lt.lHe en figl.trl
.5r,1 pr.rr*clel nFL icar dire*ctamente a las suPerf icies fr:rmenrJc:
una cí{rre dr.:lg,arja g Frensando por 5 nrint¡tosr luego se deia
¡^q!trüg;ar FEr- E4 horas, Es Pporjucido Ptrr Adhesivas SiuFer-
Crcl clel Valle.
8i
ANFXO 4 CAFACTERI$TII]AS DE I-.A I-ANA DH VIT}RI¡:I AW"
f"leterial ¿rislante r.ecmrns:nrjedr: pepá oPeFar 538 oC. .$u
f ;rbricante Fiber Gless lo sunrinistra en rnl lo5' g láminas
con hlsitrFsor de unÁ Pulgada- Usado PrinciPalmente Én
hc¡r-nosr alentadores g estufas,
Dens i rj.rd = 17 r 3l Kgm\ml
Ccrnductividar-J = E r tr35 t¡¡\m 'K tFabricante)
88
ANFXfl 5 ELET,IENTfiS DEL TAFLHRL.I DE CT]NTROL.ES
Ccrntrnl. qle te+mper-etul^ái Referencia CA3-4elO ,f"
Cnntrn'[eclnr- .;tná].r:go rjtr tc*mPf;?rature cc]n apl icación {+n
hmrnr:r5r pFfJu6¡gÍtfi tÉrnri.cnsr fnllf lAgr ertc' I ¡;Bñ iln ¡^angn Cle
ternFeratur.;.d5 €¡ntrÉ.? E oC H 4VIEI oC con unñ pprgcisión del
?qY". esente un indi.r:adop rje suministrc: de Pc¡tencier
clic*clmr lurniniso de clersviaciúnr ¿riustes de Ia banda banda
propot^ctiorral g perilla de aiuste deL Punto de ontrol.
TernFeratura de r:peración entr-e 5 c 45 oC.
Pr.oter:ción cle Eohrevoltaie hasta ??A VAC
Pr-otecc:id¡n rte ruPtura del termoPar: irldicar:ión de
snbrer'"ln9o H reL É rjet+act ivarJm' Fabr i cerjo H get^ant i sadm Fot^
Fiincrón L.tde"
Sr*lectmt* rje temperatilrag: Referencie 4Bl fi l"farca
Rmt5enrngnt rje f *hr i caci ón err:trenierra. Permi te seleccionar
una ternr*cupla cuelqu iera Pat^a 1o cual r tG! dehe oPrimir eI
trot ón requer i do. Al accicrna¡ dos interruPteres
simultáneamente Ia lectura quE! e¡e obtiene
un prnrnedia de ellos,
Irrdi cador de temperatura i Ref erencia l"lL3. Indi ca Por
pental la dieital 1a lectura de ternPeratura que
5U
5€!
89
EeLeccic:¡l8.
TemFeratura de oPeraciÉn entre 5 U 45 oC
Hur¡edacl reletive eEntre El c AAY. RH
Prmter:ción de sohrevolteir* hasta 2?O VAC
Prruter:r:i rin cle ruFtura rJErL ternrmper !
scltrc*rango,
Lectura
Vc¡ttírnetrn: fion--trr.lídn rjr+ hierr-n mrivil. Retfev-encia A-'9á
con t^angcl entre El g 15El vcll'tiosr consurrto en'tre I g 5 VA'
El :i d¿rdo pcat^fl evi tar carrrPoÉ m{agnÉt i cc¡s g rnasas; de h ierro
prúximasr siobrecarga hasta lBB voltios. Fabricante Siemen5'.
Anrperirnetrn: TambiÉn construide Pc:t^ la Siemens en hierro
móvi 1 r
Re.ferencia A-96 cnn rángtr entre A c ?5 amPerims c
srlhrenerga haste 5El anrperins. Consumc: entre ftr3 g un VA.
Ing;ensi h¡Le e cflITrpn$i, n¡R9nét i rr¡s !J e rrrañeq; d*e trierro
prnr imn"
Interruptor rje crJpl^i.erntt+ {¡N-{FF; Pernrite el Pfisr: cJer La
cmrriente al hanco rje pruef¡as ir¡rjicándose Por la sefial
lumintrsa deI pi.loto.
T{iermocuplagl La uniÉn de dos alamt¡res de diferente
nraterial r gGtnElpá en Eus extrerngs I ibres Una tensión
90
propffrfii.onal a 1a dj f'ersrncia de
un i ón de Éstruli; H sus Élx tre*nrss
dernonriner termepar o termocupla.
en Hierro-Cortt,ttantan tipo J¡ con
mi n ivol. t ias\ oC Po¡ cada SEl 'C'
Flan€g der otrer"qcidrr erntre --Ím6 "C
e$ el ne*eat i.vm ( Con*talrtar¡ ) !J e+l
{ H'ierrm } "
tempeiratut^as entrm la
libresr a esto síEl le
Construidos por Eiincrpn
sensibi L idad de A.855
g T5Et 'C, El color roio
colmr hlancm el Fr.rsiti.vn
9l
ANEXÍI á Cf'NCFI:-:T{' RFFRAfiTAFIf]
El CT.INCRAX f SmA rE - un concretm rr=f ractar ia uti I izado Psr.a
el. revestimiento en la ÍÍlna rje ofreraci.ón del hanco de
prueih¡es por su rc¡sisterncia al calor. l"láxima temPeratura de
sE¡lvicit¡g de 1540 oC.
Dengidad = lrB5€r\cc
Agua rje preParació¡r = 15O cc. \ kgm,
Nmdelheágr-Rgal^seágLleErn€?HcGSEc¡!JéstadeEbeserlimpiag
fr-ía" Apt ir.:ar ínmerJi.etanrente rjespués de PreParedn' EL
f reqr.l¡-rclcl (]r.jurr.G? +ntpe 4 g 5 hnras H sólr: rJesFuÉs de lt$
h¡;¡ras pued++ 1;pr expu*rsto al cal.nr Lentamente a rarñn de 5B
t po* hr¡ra.
9"
ilEro t. ?RoGnApA $lg!¡9. ¡llctulEllD tl colsrAllrE c
to cL320 REñ T PROGRA¡IA D€ CONDIJCIIV¡DAD TER'I¡CA PLACA PI.A¡IIA SEI{CILLA '30 rr¿rur 'LAAORATORIO NrrlrERO '¡Llllao lNPur -nArERlaL:tO fa¡Puf -ESPESOR D€ LA PFOEETA Ettl ..60 ¡T¡PUÍ 'FFUEEA Iü'NERO
'r ñ3trE-rllz
70 rdPuf -LA TEITPEPATURA T6 E8 "163O tNruT -LA IEñPERAITTRA f7 E9 'tll
90 TNPUT 'LA TEnPEPATTTRA tA E3 -¡Tlloo tNPuf 'LA T€IIPEFATURA Tt E3 -rTllro tr¡ruf 'LA ierPERAtUP.A T2 E3 -rT2t2o rr¡Fuf 'LA fEllFER^rrrRA t3 E3
"r3t3o TNPUT 'EL Vq-TAJE E9 'r9¡ao rr¡Puf 'EL A|IPER J€ EA -tAtso tNPUf .EL IIE}IPO OE ST'N¡N¡SIFO DE EI{EROIA .,¡T¡tGo txPuT -E|. flElrPo TOTAI- SISTE¡IA ESTABL€ -rtfzI7O ¡ilruf -TE}TPERATT'RA DEL A6IJ'I A LA EI{ÍRADA'
"TEreo tNPuf -TEñPERATURA DEI- A6trl A LA SALIDA 'rT8190 tr,Puf -EL vfr-l¡'lE¡{ DEL Adrrl '¡w2OO rNPUf 'T¡EñPO DE VACTADO D€L AGlr
"tr32to TPt-(r6+17+Tert?Z2O t?2-(ft.t?+l?rr?4 l? TPI<3O TIrEN 27O?!tO lF tPr<tOS OR TP!-)9O TI{EN 29Ofu t¡ TPt<r3o m fPl-)los rltgr 29ozEo lÍ fPl>.¡3O Tl€¡l 3OO27O K&-2ft!trC'326. at EOTO 3lOn
'úAL'a]O6tC-3ita. 5160T0 3lO
29O KAL-2Oa¡C'373.9¡GofO 3tO3OO r^|.'2llrc-3a6.53tO ñ-(1 r.. ooolJol.1n?.33t,ffg32O DÍA-TS-TE33O OHzO-rrllEOrDTA3aO oELEC- (Vr A.lt lr ttlzSto PERTOELEC-OI|,IO36/0 PORC' (PERTOEL€C) r IOO37O DT-TPI-TP23eO Dt-(.Oa.Dlrt@lin39O D2-.O¡3,KA-aoo D3-Oato L2'ErIOOOazo Kl-L?,taDr-D2-D3,a3O CLSTLGATE 3
'IO¡PRINT 'PARA lt{A PROBETA D€ 't ]la
aao LeATE a rlotPR¡ilf 'CO¡tl ltl ESPeSOR E r¡E¡¡r'aso LOCATE 5 rtO¡Ffilill -EN CL EIFERIIIE¡{TO 'frlza6O LOCATE 6 rlOtPRltlt 'DEt- LABORATOR¡O -f|.il¡a7o LocArE a ;torPRlNT -SU Gf¡ilnCf¡V¡D D TERI|ICA Xr E8 'r¡klt-,rr.,r:a9o LocATE ro;torPRrxT 'cqr UNA IEñPERATURA EX l-^ REEISTENC¡A D€ 'ltPlt'9'a9o LocATE ¡r;torPRtNf -Y Eil EL SEFP€NTlil DE t¡¡7¿2¡'C'5OO LOCATE t2,tO¡PRtNT 'FLUJO ñASlCOr.rDE 'fñt-|<gr/sre-sto LocATE t3;tOrPRlNf 'DIFEFENCIA DE TEñPERATURAS ElÚ EL AGIJ¡ r¡!lll-G'52O LOCAIE l¡trlo¡PRtllT -EL CáLOR EVACUADO Pn EL S€FPENTlfl -lOrZOt-!-53O LI¡GATE ts;tOrFR¡Nr -EL CALOR GENEFADO Eltl LA FESIBTEI{CIA '¡OELE¡'y'gao LocAT€ l6;ro¡PRTNT -cox PEFDTDAS D€ 'lPEll-u'55O LOCATE ¡?rfO¡FRrNf -ESTO ES l¡l '¡pffi¡'l'gÉO LOCATE terlOttNruT 'DESEA CALCIJLAR OrR PFIJEBA ? l6lil, 'rJa57O CLBr lF ¡¡-'5' OR J3-'r' flrEx 61053O LOCATE ZO, tO¡ ¡t{PUf -DESEA CALCULAR OTRO LAaORAToRIO ? (Srll, 'r¡¡59O CL6¡ lF Lr-'S- OR Lt-'¡' TlrEll 30COO EIÚD
95
üEro 8. Pnf¡GRlülA Ell-!!!!g. ErcLuYEilm u cotlsr^lllE c
¡O GLA20 REñ T Í¡ROGRAñA DE CÍ'¡|DUCT¡VIDAD TER'IICA PLACA PLA¡IA SENCILLA '30 t¡tPUT 'l.A8oR^foRlo llltrERo ¡rLNa.O INPUT -ñATERIAI.!O TNPUT -ESPESOR D€ LA PFOEEÍA Ell ¡¡ -¡E60 TNPUT 'PRUEBA ¡II,'ñERO -'XI70 lf{Puf '1¡ IE1PERAruRA 16 ES
"16go tNPu¡ 'LA TEiPERATURA T7 Ea "1790 rNruT 'LA IETTPERATURA ?9 ES 'rr3
too INPUT 'LA TEiPERAfURA Tl ES '¡ft'tro ¡NPUrLA IEITPEFATURA T2 ES 'tf2¡2O tNPUf 'LA IEñPERATTTRA ¡3 E3
"T3l3o titPt¡T 'EL VÍLTAJE ES 'ruI'O TNPUT 'EL AñPERAJE E8 '¡Atso ¡t{PuT 'EL rrE}rPO DE SlJfl¡N¡STRO DE ENERBIA ¡rfTl160 TÍ{PUT 'EL T¡EI.IPO Toffl. AISTE}IA ESTABL€ 'Iffzt7O T¡{PUÍ -TETIPERATURA DEL AOU'I A LA ENTRADA ¡¡IEtAO T¡{PUÍ 'T€ñPERATURA DEL AdJA A LA SALIDA 'II3¡9O t¡rlPuT 'EL vOLurEN OEL AGIrA 'rW2OO tilPUf 'TrE¡rPO D€ VACr^DO DEL Aotll¡ .,Tr32lo TFI-(f6+17+Íelt3Zi2O ÍPi¡- al l+12+f 3r t?25Xt lf lPt<eo fi€rl 270AO lF TP¡<IOS C TPI')AO THEÚ zaOn 17 TPI<t3o ü TPt-)lOS Tl€rr 2tO21ú lÍ TPI)-I3O TllE¡tl 3OO27O R *-Zq!tr C-326. at GorO 3lOÁl KAL-2O6¡ C-32¡0. 5¡ GOÍO 3lOetO KAL-2O8¡C-373.9r6O1'D 3lO3OO KAL-2!l¡C-3a6.5tlo }l- (wr. ooolJl,l.gg7. s'r rl f?t2O DTA-TS-TE330 oltilo-ñea¡SfrrDTA3ao o€LEc-(vrl.fTlr tfTz35o PgR-oELEC-O{2O360 PORC¡ (PERIOELEC, I tOO?7O DT-l?r-1"123Eo Dl-(.OarDfrtoHzo39O D2-.ot3lKAl|OO D?-2tCtlO L2-ErloOOam |Ér+2rrDr-D2-D3,a3O CLSTLOCATE 3
'IO¡PRINT 'PARA Ul{A PROB€TA D€
'r ñf
'tñaaaO LCAI€ { ¡lOrPRIl{T 'Cl¡¡{ l¡l ESPESOR DE
"Et'..'asO LOCATE 5 ¡lOrPRlilT 'E1{ EL EIPEF¡ñENTO -rt|ta6o LOCATE 6 ,IOIPR¡NT 'DEL LAaOFATORIO 'r|.¡{la7o LocATE A ;IO¡PRTNT .SU COrr¡DUCr¡VtDAD TEFñICA X¡ E5
"rlr¡errK'aAO LÍ'CATE tO, lOrPRtNl 'CO¡tl lJl¡A TEITPERATUF.A EN LA RESISTENCIA DE rrlP¡r¡C'a9O L(rcAÍE ttrto¡FRtÍ{r 'V EN EL SERFENTIN DE ¡tT}t'2t'C-5OO LftCAlE lzrlO¡PRINT 'fLUJO nASlCOr|rrDE -t}|r'|(gn/S¡g'5rO LOCATE t3,lortRl¡{f 'DIFEFENCTA DE IEñPETATURAS Er EL AGlr¡ r¡DfA¡'G'52O LOCATE llr¡OrPRt¡{T ¡EL CALOR EVACUADO POR EL s€RPENrlil
"OH2Or¡e'53O LOCATE lSrlOrPRlNT -EL C LOn GENERADO €r L,| RESISTEIIICIA ¡¡OELECfru'3{O LOCATE t6,lOrPRlNT 'COfl PEPD¡DAS D€ 'rPERt-tr'35O LOCATE lTrIO¡PRINT 'ESTO ES lJ¡l 'rPORC¡ -Z-560 LOCAIE 18¡ tOr ll{PUT IDES¡EA CALCIJLAR OTRA PFUEBA ? (S/¡1, 'rJt57O CLS| lF ¡¡-'5' OR Ja.'¡' THEII 505AO LICATE 20, lO¡ l¡r¡Pul -DESEA CALCTTLAR OTFO LAEORATOR¡O ? (srl| -rLt59O GLSr lF ¡¡-'5- OR Ll-'.' lHEr 30600 END