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Práctica # 1: Conducción unidimensional axial y radial e incertidumbre

Enviado por   •  27 de Agosto de 2018  •  1.760 Palabras (8 Páginas)  •  848 Visitas

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Resultados y discusión:

Módulo de conducción axial

En la ilustración 1 se puede observar el módulo de conducción axial con todas las características ya especificadas anteriormente.

[pic 1]

Ilustración 1: Módulo de conducción axial

Consideraciones de la conducción axial

Para modelar este fenómeno físico se debe partir de la ecuación de difusión de calor.

[pic 2]

Se puede suponer que la conductividad térmica del material no varía con la temperatura a lo largo de la longitud de este, por tanto se puede asumir constante, no hay generación de calor, las barras del material se encuentran en estado estable y solo hay transferencia de calor en la coordenada x, de esta manera la ecuación de difusión de calor queda expresada como sigue:

→ [pic 3][pic 4]

Después de realizar la integración de la ecuación diferencial dos veces, se obtiene que el perfil de temperatura para este proceso se corresponde a la siguiente fórmula:

[pic 5]

Cálculo del caudal y flujo másico de agua

Para el cálculo del caudal se debe de medir el tiempo que se requiere para llenar cada 100ml de una probeta, en la siguiente tabla se puede observar la información.

Medición

Volumen (ml)

Tiempo (s)

1

200

17,8

2

300

13,09

3

400

7,14

4

500

9,76

5

600

9,13

6

700

11,55

7

800

9,26

8

900

10,88

9

1000

9,84

Tabla 1: Medición de tiempos experimentales de llenado de beaker

Medición

CAUDAL

1

0,674

2

1,375

3

3,3613

4

3,074

5

3,943

6

3,636

7

5,1836

8

4,963

9

6,0976

Tabla 2: Medición de caudal para cada medida

Para el cálculo del caudal se debe tener en cuenta cada caudal con su respectiva medición de tiempo y la incertidumbre.

[pic 6]

Cálculo de la incertidumbre para el caudal:

[pic 7]

[pic 8]

Dicha incertidumbre del caudal se calcula teniendo en cuenta las precisiones de los instrumentos como el beaker y el cronometro del celular, las cuales son respectivamente 0,1 y 0,001, adicionalmente al realizar las derivadas parciales el volumen y el tiempo empleados en la evaluación de la incertidumbre son los iniciales.

[pic 9]

Cálculo del flujo másico:

[pic 10]

Medición

FLUJO MASICO

1

0,0112

2

0,023

3

0,056

4

0,0512

5

0,066

6

0,0606

7

0,0864

8

0,0827

9

0,1016

Tabla 3: Calculo de flujo másico para cada medida.

[pic 11]

[pic 12]

Cálculo de la incertidumbre para el flujo másico:

[pic 13]

Para el cálculo de la incertidumbre del flujo másico se tendrá en cuenta las derivadas parciales con respecto al volumen y el tiempo como también las precisiones de los instrumentos de medición como el beaker y el cronometro del celular; también se tomara el tiempo inicial y volumen inicial para dicho cálculo de la incertidumbre.

[pic

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