CONDUCCIÓN DE CALOR EN ESTADO TRANSITORIO

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la ecuación es y=e^(-0,006 x) con R^2=0,8646

Figura 3.Distribución del exceso de temperatura, calentamiento termómetro de bulbo con plastilina.

Para esta distribución la ecuación es y=e^(-0,005 x) con R^2=0,9788

Figura 4. Distribución del exceso de temperatura, calentamiento termómetro de bulbo.

Para esta distribución la ecuación es y=e^(-0,007 x) con R^2=0,9019

Figura 5.Distribución del exceso de temperatura, enfriamiento termómetro de bulbo.

Para esta distribución la ecuación es y=e^(-0,011 x) con R^2=0,7313

El comportamiento de los datos si se acerca a la su poción de resistencia interna despreciable, dado que las gráficas obtenidas de las regresiones muestran un comportamiento muy similar al mostrado por los sistemas solidos de resistencia despreciable en respuesta transitoria. (grafica de la guía)

3.

Para hallar la constante de tiempo (t) se utiliza la ecuación 4 de donde se puede deducir que t= (? V C_p)/(h A_s )=1/m , donde m es el valor que acompaña la variable x en las regresiones que se realizaron anteriormente. La siguiente tabla muestra el valor de t para cada sensor y proceso

.

Tabla 6. Constantes de tiempo para los distintos sensores y procesos.

Un método alternativo para hallar dicha constante de tiempo es mediante un método grafico donde en el eje y se ubica el valor del exceso de temperatura correspondiente a 0,368 y se traza una línea horizontal hasta que intercepte la curva de la regresión y luego se traza desde allí una línea vertical que corte el eje x, dicho valor corresponderá al valor de la constante de tiempo. Este método se muestra en las siguientes figuras.

Figura 6. Constante de tiempo para el enfriamiento del termopar tipo k.

Figura 7. Constante de tiempo para el calentamiento del termopar tipo k.

Figura 8.Constante de tiempo para el calentamiento del termómetro de bulbo con plastilina.

Figura 9. Constante de tiempo para el calentamiento del termómetro de bulbo.

Figura 10. Constante de tiempo para el enfriamiento del termómetro de bulbo.

La siguiente tabla muestra las constantes de tiempo obtenidas mediante el método gráfico.

Tabla 7. Constantes de tiempo mediante el uso del método gráfico.

Si se analiza los resultados obtenidos mediante los dos métodos tablas 6 y 7, es evidente que ambos arrojan resultados bastante similares y se evidencia que el método grafico es una buena alternativa para hallar la constante de tiempo cuando no se cuenta con la ecuación que describe el comportamiento de los datos.

4.

5.

Si existe una diferencia en el tiempo de respuesta para el calentamiento y enfriamiento en un mismo sensor. Como se puede evidencia en las tablas 1 y 2, el un delta de tiempo de 5 segundos para el enfriamiento del termopar existe un delta de temperatura de 22,2 ºC, mientras que para el mismo delta de tiempo en el proceso de calentamiento existe un delta de 2,1 ºC (esta tendencia se evidencia para cualquier delta de tiempo).

En el caso del termómetro de bulbo esta diferencia en el tiempo de respuesta no es muy grande en los primeros instantes, pero cuando se toma un delta de tiempo más grande comparado con del termopar alrededor de 40 segundos es visible la diferencia en dicho tiempo dado que para este delta de temperatura en el proceso de enfriamiento se tienen un delta de temperatura de 55 ºC sin embargo en el proceso de calentamiento solo es de 11 ºC.

Esta diferencia en el tiempo se respuesta de los sensores se debe a …

6.

La plastilina en el termómetro de bulbo actúa como un aislante que impide la transferencia de calor desde el fluido hacia el ambiente. Esto se ve reflejado en la gráfica de exceso de temperatura vs tiempo (figura 3 y 8) donde se puede observar que el tiempo de respuesta del sensor incrementa, así como la constante de tiempo, además se tiende a linealizar el comportamiento del fenómeno.

Conclusiones

Bibliografía.