El Laboratorio de Transferencia de Calor

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CALOR

El calor, es la energía que se transfiere de una región a otra en un cuerpo, (o entre diferentes cuerpos), en virtud de que existe una diferencia de temperatura entre éstas. Entre 1840 y 1849, el físico británico James Prescott Joule, demostró que el calor es energía en tránsito y siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura.

TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN

Transferencia de calor es el proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El mecanismo de transferencia de calor por conducción, puede ocurrir en sólidos, líquidos y gases.

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA

Es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor. Esta propiedad depende de una gran cantidad de factores, fundamentalmente de la temperatura.

En la siguiente tabla, se muestran algunas características de las probetas que se pueden utilizar en la unidad HT11. las secciones de calentamiento, intermedia y enfriamiento están instrumentadas, y vienen instaladas en la unidad principal, mientras que las probetas de acero inoxidable, aluminio y latón son accesorios que se pueden utilizar instalándolos entre las secciones de calentamiento y enfriamiento. De igual manera se puede hacer con el material aislante.

Probetas

Características de las probetas

Material

Diámetro

(mm)

Longitud

(mm)

k ≈

(W/m k)

Termopares

Sección de

Calentamiento

Latón

25

-

111

Si

Sección

Intermedia

Latón

25

30

111

Si

Sección de

Enfriamiento

Latón

25

-

111

Si

Otros materiales

Aluminio

25

30

236

No

Acero inoxidable

25

30

15.1

No

Latón

13

30

111

No

Materiales aislantes

Papel

47,5

0,10

-

No

Corcho

47,5

0,75

-

No

Tabla N 1. Descripción de las probetas.

DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS

FLUJO DE CALOR AXIAL (TH11X)[pic 15]

Figura 3. Equipo TH11X.

Llamada también HT11X, ésta permite realizar varias pruebas con diferentes materiales cilíndricos, la cual se puede cambiar en la sección intermedia. El calor fluye de la sección de calentamiento, pasando por la sección intermedia, hasta llegar a la sección de enfriamiento, esto sucede debido al aislante que recubre toda la zona, permitiendo así q el calor fluya solo en el sentido mencionado anteriormente. Ubicando termopares a ciertas distancias para reflejar como la temperatura cambia en distintas zonas. Consta de las siguientes partes:

- SECCIÓN DE CALENTAMIENTO

Está fabricada con una barra cilíndrica de latón (1) de 25 mm de diámetro, en cuyo interior existe una resistencia eléctrica de cartucho con una potencia máxima de 60 W a 24 voltios, y puede variarse y medirse mediante los controles ubicados en la consola de servicio. En la parte exterior de la barra de latón, se encuentra un elemento aislante que minimiza las pérdidas de calor hacia el exterior. Los termopares T1, T2 y T3 están colocados a lo largo de la sección de calentamiento para medir el gradiente de temperatura. La distancia entre los termopares es de 15 mm.

- SECCIÓN DE ENFRIAMIENTO

Está fabricada con una barra cilíndrica de latón (3) de 25 mm de diámetro exterior. El enfriamiento se logra mediante el paso de agua a través de galerías en su interior. En la parte exterior de la barra de latón, se encuentra un elemento aislante que minimiza las pérdidas de calor hacia el exterior. Los termopares T6, T7 y T8 están colocados a lo largo de la sección de enfriamiento para medir el gradiente de temperatura. La distancia entre los termopares es de 15 mm.

- SECCIÓN INTERMEDIA

Está fabricada con una barra cilíndrica de latón (2) de 25 mm de diámetro exterior. En la parte exterior de la barra de latón, se encuentra un elemento aislante que minimiza las pérdidas de calor hacia el exterior. Los termopares T4 y T5 están colocados a lo