BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA EQUIPO 1 ALUMNOS:: ALUMNOS CARO LINA SALCE CAROLINA S ALCEDO DO P. ELIANA ZENTENO TLALOLINI MARÍA MARGARITA ABARCA OCAMPO
PRÁCTICA # 2: CONDUCCIÓN RADIAL
ASIGNATURA: ASIGNA TURA: LAB. ING. II
PROFESOR: FERNANDO HUMBERTO DEL VALLE SOTO
FECHA DE ENTREGA: 3 FEBRERO 21!
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BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA 1. OBJETIVOS
Medir la distribución de temperaturas en estado estacionario de conducción de energía a través de la pared de un cilindro y demostrar el efecto del cambio en el flujo de calor.
Entender el uso de la ecuación de Fourier determinando la velocidad de flujo de calor en conducción en estado estacionario a través de las paredes de un cilindro.
Entender la aplicación de la ecuación para determinar la constante de proporcionalidad o conductividad térmica k, del material del disco.
2. FUNDAMENTO TEORICO Las aplicaciones de la ley de Fourier de la conducción del calor al clculo del flujo de calor en algunos sistemas unidimensionales. !entro de la categoría de los sistemas unidimensionales, se pueden encontrar varias formas físicas distintas" los sistemas cilíndricos y esféricos son unidimensionales cuando la temperatura en el cuerpo es sólo función de la distancia radial e independiente del ngulo a#imutal o de la distancia a$ial.
La ecuación de Fourier para conducción unidireccional de calor es e$actamente anloga a la ley de %&m para un conductor eléctrico Los sistemas cilíndricos y esféricos a menudo e$perimentan gradientes de temperatura sólo en la dirección radial, y por consiguiente se tratan como unidireccionales. 'dems bajo condiciones de estado estacionario, sin generación de calor estos sistemas se pueden anali#ar usando la e$presión de la Ley de Fourier en las coordenadas adecuadas. (aredes cilíndricas )onsidere el cilindro &ueco de la figura, cuyas superficie e$terna e interna se e$ponen a fluidos de diferentes temperaturas. (ara condiciones de estado estacionario, sin generación interna de calor, la ley de Fourier en coordenadas cilíndricas se e$presa como"
*iendo +r una constante en la dirección radial. *i consideramos también la forma del rea de transferencia para esta geometría, nos ueda donde 'r- /0r0L es el rea normal a la dirección de transferencia de calor.
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BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA (aredes esféricas )onsidere la esfera &ueca de la figura. (ara el estado estacionario y condiciones unidimensionales, +r es constante y la forma apropiada para la ley de Fourier es"
!onde ' - 10/0r es el rea normal a la dirección de transferencia de calor. Elaccesor i o deConducci ónRadi aldeCal ordeAr mfiel d( 2345 'rmfield6 f u ed i s e ña dop ar a d emo s t r a rl aa pl i c ac i ó nd el ae c ua ci ónd e Fo ur i e re nu nac o ndu cc i ó nr a di a ls i mp l ee ne s t a do es t abl eat r a vésdel apar eddeunc i l i ndr o.
Sus pri!ip"#$s !"r"!%$r&s%i!"s' 3. METODOLOGÍA
El euipo 235 7conducción de calor radial8 es usado en conjunto con el euipo 2359: 7;nidad de servicios de trasferencia de calor8 y el 2359:) 7;nidad de servicio computacional para la trasferencia de calor8. (ara la reali#ación de la prctica, se siguieron los siguientes pasos" 5. *e coloca el euipo en la mesa de trabajo junto con el 2359: . )ambiamos la toma de corriente de la unidad de servicios a la posición OFF. <. *e conectan los termopares a cada uno de los sensores de temperatura en el frente de la unidad de servicio. 1. *e debe conectar un suministro de agua limpia y fría a euipo 235. =. ;na ve# ue est listo el euipo se reproducen las lecturas cinco veces en intervalos de 9 segundos.
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4. RESULTADOS:
V1
()* Q # -r2.r 1),3 1/
A r - /
+)(,, 0)3,( *(
, AT
%1
2*)3
1)3 )13230 ((
5 V2
2),
1+)+ 223)0** 33
5
AT 21), 4
1,)(,3
Q # -r2.r 1/
0)*31( ,1+ 3+)+
AT
% 0)0032 %
1,)( 4
21)( 1)2(* 5
22)1 4
1)* 11)+(0 5 0(*
V 3
A r - / %1 %2 5
1()* Q # -r2.r 2)( 1/ 20 AT 3)( 4 2,)1 *1)*2, 0,
3,)+(
Q # -r2.r 1/
0)(0( 11 +)3
% 0)0032 3 % (
AT
21) 1()*1* 5 0+
1,)(,3
Q # -r2.r 1/
0)*31( ,1+ (1
% 0)0032 %
1*) 4
(
()* 0)0032
1)+ 30)+*3 5 0+
AT
% 0)0032 3 % (
21) 4
%2
% 0)0032 %
Q # -r2.r 1/
0)*31( ,1+
10 AT
%1
3,)2
1)( 4
1,)(,3
Q +)(,, # -r2.r1 0)3, / *
0)3,( *(
20)+ ()0(2(1 5 +
10)1 Q # -r2.r 1),3 1/
A r - /
+)(,,
AT
% 0)0032 3 % (
1( 4
%2
Q # -r2.r 1/
AT 22) 4
1+ 130)*(* 5 2
1,)(,3 0)*31( ,1+ () 0)0032
1,)(,3 0)*31( ,1+ )2 0)0032
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V 4 A r - / %1 %2 5
20 Q # -r2.r 3)3, 1/ 30 AT 3)* 4 3,) *)13
,)(
Q # -r2.r 1/
0)2+,+ 2 1)3
AT
% 0)0032 3 % (
1*)3+*, ,1
Q # -r2.r 1/
0)2+,+ 2 ()
% 0)0032 %
2, 4
22) 1)12 5 +
AT 23)( 4
22), 3*)32* 5
GRAFICA POSICION VS TEMPERATURA 0 0 (0
Q1 Q2 Q3 Q(
%$p$r"%ur" 30 20 10 0
0
10
20
30
(0
0
0
P6si!i6 $ -/
GRAFICO DE 5 TERMOPARES EN RELACION A TEMPERATURA VS TIEMPO
1*)3+*, , 0)2+,+ 2 0), 0)0032
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5. CONCLUSIONES: En la presente prctica se &an comprobado de manera satisfactoria los objetivos, se &a demostrado ue el perfil de temperaturas decrece conforme aumenta el radio , siendo la temperatura uno >356 la temperatura ms alta y la temperatura seis >3?6 la ms baja@ todas las grficas presentadas muestran curvas donde la temperatura aumenta conforme aumenta el flujo de calor y esto es congruente con el fundamento teórico obtenido, ya ue al aumentar el calor, este debe aumentar la temperatura del sólido con estando en contacto. El clculo de la constante de transferencia de calor por conducción >k6 fue calculado por la diferencia de temperaturas y la diferencia de radios, con el flujo de calor. %btuvimos valores para la conductividad térmica ue incrementaban conforme aumentaban los flujos.
6. BIBLIOGRAFÍAS:
BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Armfield.Conduccion radial de calor. Disponible en: http://discoverarmfield.com/es/products/view/ht12/radial-heat-conduction.Consulatdo: 03 de febrero de 201 !etancourt-"ra#ales$ %.&2003'.(ransferencia molecular de calor masa )/o cantidad de movimiento. *rimera edici+n. ,niversidad acional de Colombia. *a. 1 https://www.itescam.edu.m/principal/s)labus/fpdb/recursos/r.*D http://boo4s.oole.com.m/boo4s5 id678f9wtp#cC;p6*A<;lp6*A<;d86definicion=de=conduccion=unidimensional; source6bl;ots6p0>?rtdv@u;si6p">u4p7(1>%BD)B29d4w7md*s;hl6en;sa6;e i6ibc,<)!EF2AC8CC7;ved60CC7AwA7Gv6onepae;8;f6true http://discoverarmfield.com/en/products/view/ht12/radial-heat-conduction
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