Universidad Tecnológica Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Mecánica Lic. En Ingeniería Naval
Laboratorio de Transferencia de alor onducción a!ial en una barra metálica " determinación de su conductividad t#rmica $%& 'ru(o
1NI-241
Integrantes
Shirley Herrera José Cerrud 8-873-600 Carlos Moreno 8-871-99 I!har "ossa##i Joel $i%as
Profesor
Mar&elo Coronado
)* de abril de +,)-
esumen Marco Teórico
'a &ondu&&i(n es el %e&anis%o de #rans)eren&ia de &alor en donde la ener*+a de las ,ar#+&ulas %s ener*é#i&as de una sus#an&ia se #rans)iere ha&ia las adya&en#es %enos ener*é#i&as &o%o resul#ado de in#era&&iones en#re esas ,ar#+&ulas 'a &ondu&&i(n se ,uede dar #an#o en *ases. l+/uidos &o%o en s(lidos n el &aso de es#os l#i%os. la &ondu&&i(n es ,rodu&#o de las ira&iones %ole&ulares y del #rans,or#e de ener*+a ,or ,ar#e de los ele&#rones lires 'a ra,ide! o ra!(n de &ondu&&i(n de &alor a #raés de un %edio a a de,ender de la &on)i*ua&on *eo%é#ri&a de es#e. su es,esor. el %a#erial del /ue es#e he&ho y la di)eren&ia de #e%,era#ura a #raés di&ho %edio s#o es des&ri#o ,or %edio de la ley de "ourier de la &ondu&&i(n ´ Q cond, n=−kA
5/u+
dT dn
Q cond,n re,resen#a la ra!(n de &ondu&&i(n de &alor a #raés del %edio en la dire&&i(n n . la ´
&ondu&#iidad #ér%i&a del %a#erial. /ue es una %edida de la &a,a&idad de un %a#erial ,ara &ondu&ir &alor 5. el rea de #rans)eren&ia de &alor y
dT dn el *radien#e de #e%,era#ura en la dire&&i(n n l
si*no ne*a#io *aran#i!a /ue la #rans)eren&ia de &alor en la dire&&i(n n ,osi#ia sea una &an#idad ,osi#ia n *eneral. la &ondu&&i(n de &alor es un )en(%eno %ul#idi%ensional y de,endiendo de la &on)i*ura&i(n *eo%é#ri&a ,uede ser %s )a&#ile el e%,leo de un de#er%inado sis#e%a de &oordenadas re&#an*ulares. &il+ndri&as o es)éri&as: 5 &on#inua&i(n se ,resen#a el alan&e de ener*+a sore un ele%en#o di)eren&ial re&#an*ular. duran#e un in#eralo de #ie%,o
Si &onsidera%os /ue la &ondu&&i(n de &alor es des,re&iale en dos de las #res di%ensiones y /ue el ,ro&eso se da de )or%a es#a&ionaria la e&ua&i(n 2: ,odr+a re es&riirse &o%o
l alan&e de ener*+a an#erior #a%ién se ,uede reali!ar sore un ele%en#o de olu%en en &oordenadas &il+ndri&as o es)éri&as Procedimiento ). n&ienda el &o%,u#ador y ara el ,ro*ra%a SC5$5 ;%in ,or %edio de la lula de SC-2 0. "i=e una ,o#en&ia ,ara la resis#en&ia de 10 ? le&#ura #o%ada ,or %edio de S?-1: &on el &on#rolador de ,o#en&ia *. s,ere /ue el sis#e%a se es#aili&e y al&an&e &ondi&iones es#a&ionarias Co%,le#e la #ala 1 -. @e,i#a los ,asos an#eriores ,ara una ,o#en&ia de 20 y 30 ? esultados ). Co%,le#e la #ala Q(W ) ST-1 ST-2 ST-3 ST-4 ST-5 ST-6 ST-7 ST-8 ST-9 44.6 43.5 42.0 42.0 36.0 35.8 34.2 33.0 30.7 10 57 01 30 77 48 06 40 29 97 58.0 54.9 52.7 52.0 47.9 47.2 44.7 38.3 35.0 20 34 53 41 45 88 92 09 55 94 69.9 65.7 62.8 61.2 54.6 54.1 52.2 42.5 38.2 30 60 60 88 85 65 73 50 62 09
ST-10 ST-11 ST-13 ST-12 30.61 29.0 28.7 28.5 7 50 33 85 34.36 33.1 29.2 28.8 7 96 39 24 37.13 36.6 29.6 29.2 3 98 75 04
SC2 SW-1 1.91 10.9 7 46 1.89 21.1 5 64 1.92 32.4 1 15
Tabla ). Aaria&i(n de la #e%,era#ura ,ro%edio en BC a lo lar*o de la arra se*%en#ada y del a*ua de re)ri*era&i(n #an#o a la en#rada &o%o a la salida ,ara di)eren#es ra!ones de *enera&i(n de &alor den#ro del ele%en#o +. ara una ra!(n de *enera&i(n de &alor de 10 ? *ra)i/ue D; BC: s %:E ,ara &ada una de las #res ,ar#es de la arra se*%en#ada $onde ; re,resen#a la #e%,era#ura. y F la ,osi&i(n a lo lar*o de la arra &il+ndri&a Ha de re&ordarse /ue los sensores de #e%,era#ura se en&uen#ran es,a&iados &ada 10 %% en#re s+ en &ada se&&i(n 'os sensores 4 y se en&uen#ran es,a&iado a 13 %%. en #an#o /ue los sensores 7 y 8 se en&uen#ran es,a&iados 1 %% n el &aso de las in#er)a&e 5-G y la in#er)a&e G-C se en&uen#ra a 37 %% y 68 %% del sensor. res,e&#ia%en#e /. or %edio de re*resi(n lineal o#en*a la ,endien#e de la )un&i(n re,resen#ada ,or el *ra)i&o D;BC: s %:E ,ara &ada una de las #res ,ar#e de la arra se*%en#ada 0. Cal&ule la %edia ari#%é#i&a de la ,endien#e o#enidas ,or re*resi(n lineal en el ,aso an#erior ,ara las #res se&&iones de la arra *. $e#er%ine la &ondu&#iidad del %a#erial ,or %edio de la ley de "ourier de la &ondu&&i(n de &alor
-. @e,i#a los ,asos 2. 3. 4 y ,ara las ,o#en&ias de 20 y 30 ? 1. #en*a la %edia ari#%é#i&a de la &ondu&#iidad del %a#eria a ,ar#ir de los resul#ados o#enidos 2. n ase a es#as &ondu&#iidad #ér%i&a ,ro%edio de#er%ine el #i,o de %e#al /ue &ons#i#uye la arra &il+ndri&a se*%en#ada
o#en&ia de 10 ?
I.
AB(10W) 45 44
f(x) = - 92.11x + 44.45
43 T(°C) 42 41 40 0
0.01
0.01
0.02
0.02
0.03
0.03
0.04
X(m)
a X(m)
In#er)a&e 5-G
T(°C) 0
44.657
0.01
43.501
0.02
42.03
0.03
42.077
dT/dx
-92.11
BC(10W) 37 36 T(°C)
f(x) = - 90.4x + 40.43
35 34 33 0.05
0.05
0.06
0.06
0.07
0.07
X(m)
X(m)
In#er)a&e G-C
T(°C)
0.046
36.048
0.056
35.806
0.066
34.24
dt/dx
-90.4
CD(10W) 34 33 32
f(x) = - 121.17x + 42.51
31 T(°C) 30 29 28 27 0.08 0.08 0.09 0.09
0.1
0.1 0.11 0.11 0.12
X(m)
&
In#er)a&e C-$
X(m) 0.081
33.029
0.091
30.797
0.101
30.617
0.111
29.05
dt/dx
II.
III.
T(°C)
-121.17
o#en&ia de 20 ? a In#er)a&e 5-G In#er)a&e G-C & In#er)a&e $-C o#en&ia de 30 ? a In#er)a&e 5-G In#er)a&e G-C & In#er)a&e $-C
Preguntas ). ara una %is%a ra!(n de *enera&i(n de &alor ué su&ede &on la #e%,era#ura a %edida /ue las %edi&iones se ale=an del resis#orK F,li/ue +. ué su&ede &on el *radien#e de #e%,era#ura al au%en#ar la ra!(n de *enera&i(n de &alorK /. ara al*una ra!(n de *enera&i(n de &alor de su ,re)eren&ia. s si%ilar el &alor &ondu&ido aFial%en#e a #raés de la arra &il+ndri&a &on el &alor re%oido ,or el sis#e%a de re)ri*era&i(n de a*ua )r+aK Sus#en#e su res,ues#a. ,or %edio del &l&ulo de la ra!(n de &alor re%oido ,or %edio del sis#e%a de re)ri*era&i(n $e ser di)eren#e los alores. a /ué &ree /ue se dee es#e he&hoK onclusión eferencias
