Universidad Nacional de ColombiaFacultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica
Laboratorio de Transferencia de Calor
Como el campo de temperaturas a medir en la industria es muy amplio,
y son diferentes las condiciones, características de los cuerpos y medio
ambiente cuyas temperaturas se desean conocer, es necesario emplear
aparatos de características muy diversas, cuyo fundamento de
funcionamiento varía de unos casos a otros.
Práctica:
La práctica a realizar consiste en la fabricación de un Termopar con el
cual se realizarán mediciones de temperatura al igual que familiarizarse
con este tipo de instrumentos de medición debido a que en prácticas
posteriores se requerirá el uso de ellos.
Objetivos:
- Conocer el funcionamiento y uso adecuado de un Termopar.
- Aprender a elaborar un Termopar de uso corriente.
- Diferenciar los diversos Termopares, sus colores respectivos,
composiciones y características. - Calibrar un termopar con referencia a un patrón.
- Hacer mediciones de diferentes temperaturas con estos instrumentos.
- Encontrar diferencias fundamentales entre los diversos Termopares
de uso común.
Para la construcción de un Termopar se deben seguir los siguientes
pasos:
1. El estudiante debe usar overol o bata de algodón y un tapabocas.
2. Disponer de los siguientes elementos:
· Reóstato.
· Amperímetro.
· Recipiente con mercurio y aceite.
· Cables para el ensamble del circuito.
segmentos de alambre especial para termopar (en este caso se usará
el tipo K), de una longitud de 10 cm.
4. Desnude las puntas de los alambres, en una longitud de un
centímetro, límpielas cuidadosamente y empálmelas en forma de
cola de rata, como se observa en la Figura 1.
Figura 1. Empalme cola de rata.
5. Conecte en serie reóstato y amperímetro; además en uno de los
bornes, unir las puntas del termopar, como se observa en la
Figura 2
Figura 2. Esquema del montaje para la fabricación de un Termopar.6. Según sea el calibre de los alambres, se selecciona la corriente que
permita obtener la soldadura de los mismos, esto con el fin de no
desperdiciar alambre para termopar, al ser sometido a corrientes
elevadas.
7. Conecte las puntas extremas al empalme en cola de rata a un borne
del circuito, e introduzca los alambres al recipiente con aceite y
mercurio donde se cierra el circuito, produciendo un arco que
genera la soldadura de los alambres. El aceite impide la salida de
gases nocivos del mercurio.
8. La soldadura debe quedar en forma esférica. Si no es así, varié la
corriente y proceda nuevamente.
9. Con el termopar calibrado se procede a tomar la temperatura del
agua hervida y del ambiente. Después de esto, se toma el termopar
que se acaba de fabricar y se procede a tomar la temperatura del
agua hervida y del ambiente, con la ayuda del indicador de
termopares FLUKE.
10. Con las temperaturas obtenidas, complete la siguiente Tabla (Debe
tomar por lo menos tres datos para cada caso).
Tabla 1. Datos experimentales.
Preguntas.
1. ¿Que es un Termopar?
2. ¿Como funciona un Termopar y que es el efecto Seebeck?
3. ¿Cuáles son los tipos de Termopares y su código de colores?
4. ¿Se presentan diferencias entre los datos de un termopar a otro? Si
es así, explique a qué se debe esa circunstancia.
5. ¿Qué recomendaciones haría usted a esta práctica?
6. Elabore una guía que utilizaría usted para calibrar termopares.
7. Desarrolle un documento en el cual se clasifiquen y describan los
diferentes tipos de instrumentos de medición de temperatura.
Bibliografía.
CENGEL. Yunus, A. Transferencia de Calor. Segunda Edición.
Madrid. McGraw Hill. 2003.
KERN. Donald, Procesos de Transferencia de Calor. Decimocuarta
Edición. Continental. 1980.
OZISKI. Necati, Transferencia de Calor. Primera Edición. McGraw-
Hill. 1975.
PREOVRAZHENSKI. U. P. Mediciones Termotécnicas y Aparatos
para Efectuarlas. Editorial Mir. 1980.
