Laboratorio de Ingeniería Química II Carreon Alvarado Sergio Practica: 3 309046141 C!" C!"#C #CCI CI$! $! %&' %&'A( A(A A #! #! )!A )!A *A&& *A&&A A S$L S$LI( I(A A
CONVECCIÓN FORZADA EN UNA BARRA SÓLIDA ***PROBLEMA***
+)na barra de cobre de dimen,ione, conocida,- inicialmente ,e encuentra a una tem.eratura m/ima ,2bitamente ,e ,umerge en una corriente de aire ue lleva cierta velocidad en un t2nel de viento- donde el u5o de aire ,e controla a trav, de una v/lvula de com.uerta7 Indiue: 8en cu/nto tiem.o la barra tendr/ una tem.eratura de 30C cu/nto calor abr/ tran,;erido al aire<- determine tambin el coe=ciente de tran,;erencia de calor .romedio >m? .ara una a.ertura del 100@- 0@- B0@ 0@ en la v/lvula de com.uerta7 AdicionalmenteAdicionalmente- 8cDmo varia el coe=ciente de tran,;erencia de calor .romedio en ;unciDn de la, velocidade, .romedio del aire<
***Resultados***
@ A.ertura
"elocidad mF,
EP
>GattFmH C?
A,intotica iem.o iem.o >,? >30C? ,
0
074
796
373
B00
B0
37B
K76
1170
300
0
K
1373
1BK76B
40
Q, >Jatt,? 1K9B679 91 K9 1K307K1 147 13 19K470 1407 14
***Cuestionario***
17 r/=co 1: Pre,ente la, tem.eratura, regi,trada, .ara la barra en ;unciDn del tiem.o de en;riamiento obtenga la ecuaciDn ue me5or a5u,te ,u, dato, e.erimentale,7
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ra=ca 1 K0 0 0@ 60
#.onential >0@?
B0@
#.onential >B0@?
;>? M BB799 e.> M B7K BB74 e.> 0 0 ?? B0 ;>? &N &N M M 079 0791
*arra 40 30 0 0@
#.onential >0@?
10 0
0
100000
00000
300000
400000
B00000
600000
tiem.o t
7 r/=co : Pre,ente la relaciDn O F tiem.o de en;riamiento en ;unciDn del tiem.o de en;riamiento7
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ra=ca 0701 0701 0701 0701
EFt
0@ B0@ 0@
0 0 0 0 0 0
100000
00000
300000
400000
B00000
600000
tiem.o t
37 Con el auda de la, gr/=ca, ue ,e ,olicita en lo, do, .unto, anteriore,indiue 8.ara u tiem.o, la ra.ide de en;riamiento en la barra e, mu grande< .artir de u tiem.o la ra.ide de en;riamiento ,e vuelve a,intDtica< - adicionalmente re,.onda 8en cu/nto tiem.o e,tima ue la barra alcance la tem.eratura de 30C< Se encuentra marcado en la tabla de re,ultado, 47 8Cu/nta energía >calor ,en,ible- Q,? a .erdido la barra durante el tiem.o de #.erimentaciDn >tiem.o de en;riamiento?< Se encuentra marcado en la tabla de re,ultado, B7 Plantear el balance de energía e indicar el mecani,mo .or el cual ,e tran,=ere la energía de la barra acia el aire7 Integre el modelo re,ultante obtenga el coe=ciente conectivo de tran,;erencia de energía .romedio- m >e.re,ado en GFmC?7 Calor ,en,ible Lo, coe=ciente, ,e marcan en la tabla de re,ultado,
Laboratorio de Ingeniería Química II Carreon Alvarado Sergio Practica: 3 309046141 C!"#CCI$! %&'A(A #! )!A *A&&A S$LI(A mb C pb
−
d ∆ T hπ D L ∆ T dt =
Integrando ln ( ∆ T )=
−hπ D L ∆ T
ra=cando
m b C pb ln
+ ln ( 46.48 )
( ∆ T ) v, t la .endiente e, M
−hπ D L ∆ T mb C pb
.or ultimo de aí
,e de,.e5a el coe=ciente
0@ 47B 4 37B ;>? M R 0701 37K 3 &N M 1 7B Ln E 17B 1 07B 0 0 100 00
Linear >?
300
400
B00
600
t
B0@ 47B 4 37B ;>? M R 0701 37K3 3 &N M 1 7B Ln E 17B 1 07B 0 0 B0 100 1B0 00 B0 300 3B0 400
t
Linear >?
Laboratorio de Ingeniería Química II Carreon Alvarado Sergio Practica: 3 309046141 C!"#CCI$! %&'A(A #! )!A *A&&A S$LI(A
0@ 47B 4 37B 3 7B Ln E 17B 1 07B 0
;>? M R 0701 3793 &N M 1 Linear >?
0
B0
100
1B0
00
B0
300
t
67 A trav, de ,u modelo- determine el coe=ciente de tran,;erencia de energía .romedio- .ara cada a.ertura de la v/lvula de com.uerta7 8CDmo varia el coe=ciente de tran,;erencia de energía .romedio- en ;unciDn de la, velocidade, .romedio del aire7 #labore un gr/=co >gr/=co 3? donde ,e .re,ente la relaciDn entre dico coe=ciente la velocidad del aire e indiue ,u, conclu,ione, ,obre ,u traba5o e.erimental7 #l coe=ciente .romedio ,e .re,enta en la tabla de re,ultado, La variaciDn e, directamente .ro.orcional entre el coe=ciente la velocidad al aumentar uno aumento el otro lo mi,mo en ca,o contrario 1K0 160 140 10 100
>GattFmH C?
K0 60 40 0 0
4
6
K
10
"elocidad mF,
1
14
Laboratorio de Ingeniería Química II Carreon Alvarado Sergio Practica: 3 309046141 C!"#CCI$! %&'A(A #! )!A *A&&A S$LI(A
+++Conclu,ione,+++ RLa tran,;erencia de calor ,e ve directamente regida .or la di;erencia de tem.eratura a ue al ,er grande la di;erencia la tran,;erencia ,er/ grande e, decir .re,enta un com.ortamiento directamente .ro.orcional RSe logra ver ue de igual manera la velocidad del u5o e, directamente .ro.orcional al coe=ciente de tran,;erencia al aumentar uno aumenta el otro RLogramo, am.liar nue,tro .anorama ,obre la tran,;erencia de calor de ue de.ende de ue no RLa energía tiene la cualidad de ,er con,ervativa e, decir no ,e crea ni ,e de,true ,olo ,e tran,;orma .or e,ta raDn la cantidad de calor cedido en la, .rueba, e, ,imilar aunue .or errore, de medicione, ,e ve un .oco di,tante .ero ,e logra ver e,ta .ro.iedad
