Instituto Tecnolgico de

Mexicali

Laboratorio Integral I

M.C Norman Edilberto Rivera Pazos

Practica #12: Determinacin de perfiles de Temperatura

Ambriz Medina Brianda Indira 07/612

Cano Mercado Claudia Azucena 07/373

Murillo Castillo Mara Margarita 07/0391

Olgun de Lucio Vctor Alejandro 07/708

Romero Parra Manuel De Jess 07/397

Vega Domnguez Fca. Aurora 07/400

Ingeniera Qumica

Mexicali Baja California a 2 de Junio 2010

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ndice:

Objetivos 3 Introduccin.4 Fundamento terico5 Diseo de la prctica 6

Hoja de datos..6 Equipo y materiales....7 Desarrollo de la prctica 8

Realizacin de la prctica..9 Mediciones. ....9 Observaciones. .9

Anlisis de datos y resultados. ..10 Grficas..10 Conclusiones..12

Referencias13

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Objetivos: Determinar experimentalmente los perfiles de temperatura en diferentes Materiales.

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Introduccin: El estudio de la transferencia de calor por conveccin est ligada a la mecnica del fluido dando con ello que se efectu el transporte de energa. En aplicaciones en la ingeniera en los cuales involucra transferencia de calor se requiere de la solucin de la ecuacin de continuidad, de la ecuacin de cantidad de movimiento y la ecuacin de energa. Estas tres ecuaciones se pueden reducir a las ecuaciones de la capa limite, regin fluida en la que se tiene un apreciable intercambio de calor, otra manera de obtener informacin de cmo se da aqu el transporte de energa, es determinando la velocidad y la temperatura de manera experimental. En este sentido, en este trabajo se presentan los resultados experimentales de la velocidad y la temperatura en la regin de la capa limite. El estudio de la transferencia de calor por conveccin, es importante ya que muchos sistemas en ingeniera en los cuales est involucrado el transporte de energa, ya sea para retirar o transferir calor, exigen del conocimiento de cmo se lleva a cabo este fenmeno con el propsito de disear equipos ms eficientes o bien mejorar los que estn en funcionamiento. Las aplicaciones en la ingeniera son mltiples y variados, tal es el caso por ejemplo en la refrigeracin, en calentadores de agua domsticos, en la combustin, en los que en algunos de ellos es indispensable el uso de un equipo para mover el fluido (conveccin forzada) hasta aquellos en los cuales no se requiere de fuerzas externas para moverlo (conveccin natural). En todos estos sistemas el trasporte de calor se da de manera apreciable en una regin determinada del flujo de fluido conocida como capa limite. En este sentido, el trabajo que se presenta aqu est orientado a la determinacin experimental de los perfiles de temperatura y de velocidad en la regin de la capa limite en una placa plana sujeta a un flujo de calor constante en la pared

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Fundamento terico Slidos: A bajas temperaturas, los materiales se presentan como cuerpos de forma compacta y precisa; y sus tomos a menudo se entrelazan formando estructuras cristalinas definidas, lo que les confiere la capacidad de soportar fuerzas sin deformacin aparente. Los slidos son calificados generalmente como duros y resistentes, y en ellos las fuerzas de atraccin son mayores que las de repulsin. La presencia de pequeos espacios intermoleculares caracteriza a los slidos dando paso a la intervencin de las fuerzas de enlace que ubican a las celdillas en una forma geomtrica Perfiles de temperatura: La obtencin de perfiles de temperatura es el proceso de registrar e interpretar las temperaturas de sus productos (y/o aire) mientras pasan a travs de un proceso transportado por una o de lote. Los datos se muestran como un grfico (perfil) y como datos numricos. En su forma ms simple, esta informacin le indica cuanto tiempo el producto estuvo por encima de cierta temperatura, cuando se alcanz la mxima temperatura, y cul fue la mxima temperatura. Los ingenieros de proceso saben cual debe ser el perfil perfecto para sus productos, y las variaciones de ese ideal indican un problema potencial o una calidad inaceptable. Analizando el perfil usted puede verificar que sus productos sean de la ms alta calidad, aumentar la produccin, y resolver problemas de produccin

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Diseo de la prctica

Hoja de datos

Datos de los materiales Fierro Aluminio Aluminio

H(cm) Temp(C) H(CM) Temp H(CM) Temp(C)

0 118 0 190 0 74.8

3.5 61.4 3 80 3 54

8 37.2 7.5 47.4 7.5 56

12.5 34.2 12 37.6 12 34

18.5 33.2 17.5 34.2 17.5 33.6

23.5 32.2 22.5 33.6 22.5 32.8

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Equipo y materiales Material:

Plancha 2 soportes universales 2 pinsas Termometro de infrarojo Barra de 10 cm de altura de aluminio Barra de 10 cm de altura de cobre

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Desarrollo de la prctica La practica consiste en tomar medicin de las diferentes temperatura a distintas alturas de las dos barras metlicas hechas una de Hierro y otra de Aluminio ambas estn aisladas con recubrimiento de papel aluminio y algodn, Para aislar el sistema y tomar mediciones correctas de temperatura se incrustaron distintos orificios a el aislamiento a diferentes alturas con el objetivo de realizar mediciones de temperatura con un medidor lser infrarrojo.

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Realizacin de la prctica

Mediciones

Las mediciones que se tomaron fueron hechas a distintos tiempos sobre los

orificios del aislamiento en la barra con el aparato de medicin infrarrojo.

Observaciones

El experimento tomo como referencia una temperatura de cambio en la punta

superior de la barra donde se encontraba el orificio superior para tomar en

consideracin las dems temperaturas de ese modo se aseguro que el cambio de

temperatura y el calrico recorriera toda la barra. Hubo pequeas perdidas de

temperatura debido a unos pequeos defectos en el aislamiento.

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Anlisis de datos y resultados.

Se observa en la grafica que conforme avanza la altura la temperatura

disminuye debido a la diferenciacin de energa calorfica desde la plancha hasta la

parte superior que tambin se considera como un incremento gradual de temperatura

por la accin del metal sobre la transferencia de energa.

Aluminio H(CM) Temp(C)

0 74.8

3 54

7.5 56

12 34

17.5 33.6

22.5 32.8

Aluminio H(CM) Temp

0 190

3 80

7.5 47.4

12 37.6

17.5 34.2

22.5 33.6

22.5, 32.8

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30

Te

mp

era

tura

C

Altura cm

Aluminio

Aluminio Temp(C)

Lineal (Aluminio Temp(C))

22.5, 33.6

0

50

100

150

200

0 5 10 15 20 25

Tem

per

atu

ra C

Altura cm

Aluminio

Aluminio Temp

Lineal (Aluminio Temp )

11

23.5, 32.2

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30

Te

mp

era

tura

C

Altura cm

Fierro

Temp(C)

Lineal (Temp(C))

Fierro H(cm) Temp(C)

0 118

3.5 61.4

8 37.2

12.5 34.2

18.5 33.2

23.5 32.2

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Conclusiones

Gracias a este experimento comprobamos la razn de cambio de energa

calorfica en las superficies metlicas y comprendimos como se va transmitiendo el

calor a travs de las barras inclusive con una posicin vertical de ambas. Podemos

concluir que fue un xito y nos dio una mejor idea del comportamiento del los

materiales metlicos ante los calentamientos externos.

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Referencias

http://www.des_ia.umich.mx/~des_ia/fades06/M03.pdf http://www.datapaq.com/languages/spanish/Home.htm?url=http://www.datapaq.com/languages/spanish/temperature_profiling/index_main.htm