Cómo Calcular El Coeficiente Global De Transferencia De Calor

La temperatura es una magnitud macroscópica de un cuerpo, la cual tiene causa a nivel microscópico, ya que hace referencia a la medida de la energía cinética promedio de sus átomos, ya sea vibracional o traslacional. Cuando existe diferencia de temperatura en un mismo cuerpo, o entre varios cuerpos, se produce un flujo de energía térmica conocido como calor. Este flujo siempre es desde el punto de mayor temperatura al de menor temperatura, como resultado de la segunda ley de la termodinámica, y se detiene cuando se ha alcanzado un equilibrio térmico, es decir, los dos puntos están a la misma temperatura. Esta transferencia se puede efectuar de tres formas. En primer lugar se tiene la conducción, predominante en sólidos, donde la energía se transfiere por choque entre las partículas. La convección es posible solo en fluidos y se da por el desplazamiento relativo de un volumen finito que contiene un gran número de partículas. Por último la radiación es la transferencia de calor por ondas electromagnéticas y se transmite mejor en el vacío.

En el presente laboratorio se medirán coeficientes globales de transferencia de calor por medio de dos experimentos. El primero consiste en un recipiente metálico con una masa de agua a temperatura superior a la atmosférica, con el que se obtendrá un coeficiente global entre el líquido y el ambiente. Para el segundo experimento, se tendrá el mismo recipiente, esta vez con una masa de agua a temperatura menor a la atmosférica, al cual se le sumerge completamente un recipiente más pequeño, que contiene agua a temperatura mayor a la atmosférica. Con esto se obtendrá el coeficiente global de transferencia de calor entre los líquidos. Para efectos de esta experiencia se supondrá que el coeficiente global de transferencia de calor entre el líquido y el ambiente se mantiene constante.

El informe consta de cinco partes, en primer lugar está el marco teórico, en el cual se detallan las fórmulas y razonamientos necesarios para obtener coeficientes globales de transferencia de calor. A continuación se presentan los resultados obtenidos desde la experiencia, para luego realizar una discusión de estos, donde se analiza en base a los razonamientos expuestos en el marco teórico la pertinencia de los resultados y de los supuestos establecidos. Por último se presenta la conclusión del proceso, con una síntesis y estableciendo ciertas recomendaciones y posibles ajustes a la experiencia.

...