CONDUCCION DE CALOR

Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica
Laboratorio de Transferencia de Calor

Los sistemas de conducción de calor son conjuntos con determinada disposición en los cuales se garantiza una conducción unidimensional de calor, utilizados para determinar la conductividad térmica de cualquier materia solidó como metales, polímetro y/o materiales silicios.
Para este caso, se utiliza un sistema de conducción por lujo longitudinal de calor, el cual generalmente opera con probetas cilíndricas o probetas de sección cuadrada.

Práctica:
Se lleva a cabo la verificación experimental de las leyes de conducción de calor unidimensional estable y de las características de conductividad y resistencia térmica para diferentes materiales, utilizando como recurso el equipo de conducción de probetas fijas del laboratorio de transferencia, el cual se puede ver en la figura siguente:

Objetivos:

• Calcular las perdidas de calor por radiación y convección en la unidad de calentamiento y en la probeta.


• Calcular un valor experimental de conductividad térmica para la probeta con la cual se realiza la practica.


• Calcular el porcentaje de error entre el valor de conductividad obtenido de la práctica y el valor teórico consignado en las tablas de conductividad térmica para el material de la probeta.

Procedimiento:
Para la obtención experimental de la constante de conductividad térmica del material probado en el equipo se deben seguir los siguientes pasos:
1. El estudiante debe usar overol o bata en algodón.
2. Se deja un tiempo prudencial de aproximadamente 120 minutos de estabilización del equipo y se definen las variables de entrada, las cuales son calibradas desde el comienzo de la practica, estas son las siguientes:
• Voltaje.
• Amperaje.
• Flujo de agua.
3. Una vez estabilizado el equipo se realizan las lecturas de los termopares de la probeta, el de entrada y salida del agua, con una termocupla libre se realizan las mediciones de temperatura ambiente y de la superficie de tanto de la carcaza de calentamiento como del portaprobetas (en varios puntos) del equipo.
4. Los datos de prueba pueden ser consignados en la Tabla 1.

Tabla 1. Tabla de adquisición de datos.

Comentarios.

1. El informe de laboratorio debe llevar una muestra de cálculos muy bien detallada con sus respectivas conclusiones. Si es necesario realice gráficas explicativas del proceso.

2. ¿Qué recomendaciones haría usted a esta práctica?

Referencias

MORENO, Castro, Luís, Ricardo. Construcción y Verificación Térmica en Materiales Sólidos. 1991. Tesis de Pregrado.

CENGEL. Yunus, A. Transferencia de Calor. Segunda Edición
Madrid. McGraw Hill. 2003.

MILLS. Anthony, F. Transferencia de Calor. McGraw-Hill / Irwin. 1999.

INCROPERA. Frank, P. Fundamentos de Transferencia de Calor. Cuarta Edición. México. Prentice Hall. 1999.