Universidad Tecnológica Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Mecánica Ingeniería Naval
Laboratorio #5 TRNF!R!N"I ! "L$R !T!RMIN"I$N !L P!RFIL ! T!MP!RTUR T!MP!RTUR URNT! L "$NU""I$N RIL NT! IF!R!NT!% &!L$"I!% ! '!N!R"I$N ! !N!R'I !NTR$ ! UN I%"$ Pro(esor) Marcelo "oronado Instructor) "arlos Macías Pertenece a) *aroll ma+a ,-,.5-/0,, 1oel 2arsallo 0-330-43. Manuel 'óme6 /-370-07. 1uan "andanedo ,-,,.-4800 *aren Trevia ,-,,,-4.3. Irving badia 3-38.-4784 'ru9o) 4NI-/04 47 de ma+o del /84
RESUMEN
urante el desarrollo de este laboratorio: anali6aremos una su9er(icie con conductividad radial: 9ara la cual anali6aremos los distintos sensores ;ue tiene + de(iniremos di(erentes tem9eraturas mediante el 9rograma 9ara medir tem9eratura en los sensores: debemos anali6ar la su9er(icie 9or distintos m
MARCO TEORICO
>asta el momento solo se ?a estudiado la conducción lineal a trav
Integrando dos veces la ecuación C3 obtenemos TCr)
T ( r )= C 1 ln ( r ) + C 2
!n donde C y C 1
2
re9resentan las constantes de integración de9endientes de
las condiciones de (rontera= ;uí se 9uede ver ;ue la tem9eratura es una (unción logarítmica del radio= ebe recordarse ;ue en caso de generación de calor la ecuación C7 debe rescribirse como)
PROCEDIMIENTOS
4= !ncienda el com9utador + abra el 9rograma %" TG"H"R /= "om9ruebe ;ue la resistencia + ;ue todos los sensores de la tem9eratura ?an sido conectados encienda la inter(ace= 7= "ree un (luAo de agua de re(rigeración de / LJmin 9or medio de la válvula %"-/= 0= FiAe una 9otencia 9ara la resistencia de 48 K Clectura tomada 9or medio de %K-4 con el controlador de 9otencia= 5= !s9ere a ;ue el sistema se estabilice + alcance condiciones estacionarias= "om9lete la tabla 4= = Re9ita los 9asos anteriores 9ara una 9otencia de /8 + 78 K=
RESULTADOS
Potencia 10 W T(°C)
0.008 0.018 0.028 0.038 0.048 0.058
r(m)
32.6380 98 30.5328 53 29.5647 71 28.9981 15 28.0069 02 27.2989 67
GRAFICA POLINOMIAL
T (°C) vs 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24
!"#!$%&
r(m)
f(x) = 1231.08x^2 - 180.79x + 33.77
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
' = 1231.1x 2 - 180.79x + 33.773 GRAFICA MILOGARIMICA LINAL
0.07
T (°C) vs
r(m)
100
f(x) = - 99.54x + 32.79
10
1
0
0.01
!"#!$%& *$&#*$,##
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
' = -99.543x + 32.792
DATOS DE 20 W
LE7mm *E444 KJm=* !stimación de radio) 58mm 4"E4* FluAo de calor Cm)/LJmin %T-,) /.=84 %T-3) /,=57 GCm 8=88, 8=84, 8=8/, 8=87, 8=80, 8=85,
TC" 7/=0 78=57 /.=5 /,=.. /,=88 /3=/., 'RFI" P$LIN$MIL
0.07
/ 34 32
f(x) = 1241.79x^2 - 181.54x + 33.78
30
(C)
28 26 24
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
()
!cuación Polinomial) + E 4/04:,r / - 4,4:57r 77:3, dT ( r ) E /C4/04=, r-4,4=57 dr
dT ( r ) E/0,7=r-4,4=57 dr dT ( r ) E/0,7= dr
Razón de calor polinomial dT ( r ) E-*/OrL dr
E- C444 KJm="/O C8=85m C8=887m C/0,7= "Jm !"2#$%&2 W
'RFI" LIN!L !N %!MIL$'RITMI"
0.07
/ 100
f(x) = - 99.5 8x + 32.79
(C)
10
1
0
0.01
0.02
0.03
0.04
()
!cuación de lineal) + E -..:533@ 7/: 3. dT ( r ) E-..=533"Jm dr
Razón de 'ran()erencia de calor lineal
E-*/OrL
dT ( r ) dr
E - C444 KJm="/O C8=85m C8=887m C-..=533"Jm !*0%+*, W Razón de 'ran()erencia de calor del a-.a
Em"9QT mE&densidad mE /LJmin C8=884m7J4 L4888 gJm7 C4minJ 8 seg mE 8=877 gJseg E 8=877 gJseg C/,=307-/.=84* C0=4, 1Jg* E 73=5 K Po'encia /0W
"alor) 78 K
0.05
0.06
0.07
'RFI" P$LIN$MIL
T vs x 50.000000 45.000000 40.000000 35.000000 T (°C)
f(x) = 4 746.31x^2 - 570.45 x + 47.39
30.000000 25.000000 20.000000 15.000000 10.000000 5.000000 0.000000 0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
x (m)
x () 0.008 0.018 0.028 0.038 0.048 0.058
(C) 43.4450 33 38.1536 72 34.7541 97 33.6184 43 30.4516 56 30.2900 16
Ecuación:
y = 4746.3 x
2
−570.45 x + 47.391
'RFI" LIN!L !N %!MIL$'RITMI"
0.06
0.07
T vs x 100.000000
f(x) = - 257.19x + 43.6 1
T (°C)
10.000000
1.000000 0
0.01
0.02
0.03 x (m)
!"#!$%& y =−257.19 x + 43.606
0.04
0.05
0.06
0.07
PREUNTAS *% Para .na mi(ma razón de -eneración de calor1 3.4 (.cede con la 'empera'.ra a medida 3.e la( medicione( (e ale5an del re(i('or6
RE medida ;ue las mediciones se aleAan del resistor la tem9eratura disminu+e: +a ;ue la ra6ón de trans(erencia de calor no sería (uerte o en otras 9alabras no ?abría una buena conducción de calor ?acia el centro del cilindro= 2% .4 (.cede con el -radien'e de 'empera'.ra al a.men'ar la razón de -eneración de calor6
REl aumentar la ra6ón de generación de calor el gradiente aumenta: debido a ;ue las tem9eratura se van ?aciendo menor cuando van 9asando 9or el cilindro a lo largo del módulo=
/% Para .na razón de -eneración de calor de 20 W1 e( (imilar el calor cond.cido radialmen'e a 'ra74( de la 8arra cil9ndrica al calor remo7ido por el (i('ema de re)ri-eración del a-.a )r9a6% De (er di)eren'e( lo( 7alore(1 a 3.4 cree 3.e (e de8a e('e :ec:o6 R;< no son iguales: debido a ;ue el calor removido 9or el agua ?ace ;ue el
calor del sistema de re(rigeración de agua (ría sea menor=
CONCLUSION
!n este laboratorio anali6amos el (luAo de calor a trav
RE=ERENCIAS 1. "engel: S=:'?aAar: s?ing=:
/844: Trans(erencia de calor + masa) Fundamentos + 9licaciones: Mc'ra->ill=
