PRÁCTICA 6 Radiación

Instituto Tecnológico y de Estudios

Superiores de Monterrey

Campus Monterrey

Laboratorio de Termofluidos

Equipo 1

Instructor: Bárbara Arévalo Torres

PRÁCTICA 6

Radiación

21/01/2022

Rúbrica de Evaluación

Objetivos

• Demostrar que la intensidad de la radiación varía con la cuarta potencia de la temperatura de la fuente emisora (Ley de Stefan – Boltzmann).
• Demostrar que la intensidad de la radiación en una superficie es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que la separa de una fuente emisora (Ley del inverso de los cuadrados).

Procedimiento y Cálculos

Dentro de esta práctica que estaremos realizando se nos permite mediante un análisis crítico de una comparativa de dos experimentos realizados tales como; la transferencia de calor por el método de convección sin embargo, se busca comparar este tipo mediante la natural y la forzada. Para poder llevar a cabo estos experimentos dentro de los videos mostrados se utilizó una placa en la cual estaremos midiendo este valor de transferencia.

Asimismo, previamente de comenzar con la práctica, es de suma importancia el poder entender qué es el tipo de transferencia de calor por el método de convección y este lo podemos definir como la transferencia de calor de un fluido de un lugar a otro, debido a un fluido y en este caso ejemplificado el fluido con el que estaremos trabajando dentro de ambos experimentos es el “agua” ya que estamos tomando en cuenta que son tuberías por las cuales transita agua. Del mismo modo, este proceso de convección, lo que implica es los procesos de conducción y advección. 

Estos dos experimentos que llevaremos a cabo para poder analizarlos y realizar conclusiones sobre la práctica consisten, entre la comparación de la transferencia de calor por convección natural y por otro lado se realiza forzando el sistema.

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Figura 1. Fenómeno de convección.

Para el cálculo de poderes de emisión, error y emisividad se utilizaron las siguientes ecuaciones

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Ecuación 1. Poder de emisión teórico

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Ecuación 2. Stefan - Boltzmann

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Ecuación 3. Porcentaje de error

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Ecuación 4. Emisividad experimental de cuerpo negro

Resultados

Ejercicio 1. Ley de Stefan – Boltzmann

Tabla 1. Datos experimentales de poder de emisión y temperatura.

Tabla 2. Cálculos de temperaturas.

Tabla 3. Cálculos de poder de emisión de cuerpo negro

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Gráfico 2: Diferencia de temperatura vs poder de emisión negro experimental

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Gráfico 3: Temperatura de placa logarítmica vs poder de emisión negro experimental logarítmico

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Gráfico 4: Temperatura de placa vs emisividad

Ejercicio 2. Ley del inverso de los cuadrados para calor

Tabla 4. Datos experimentales de poder de emisión, temperatura y distancia.

Tabla 5. Valores de distancia inversa al cuadrado y logarítmicos de distancia y emisión

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Gráfico 5: Inverso del cuadrado de la distancia vs poder de emisión experimental

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Gráfico 6: Distancia logarítmica vs poder de emisión experimental logarítmico.

Análisis de Resultados

Armando Espinoza

        Para el primer ejercicio en las gráficas 2 y 3 podemos ver relaciones lineales entre temperatura y poder de emisión negro, esto consecuente de la elevación de temperatura que se causa al incrementar el voltaje. Además, el porcentaje de error entre poderes de emisión negro de la tabla 3 refleja la causa de la disminución de la lectura de emisividad, esto es que el valor de poder de emisión original y el que toma en cuenta la temperatura ambiente se vuelven más cercanos. Sabemos que al someter a un cuerpo a una mayor temperatura la capacidad de radiación que puede emitir alimentada por esa temperatura igual aumenta. El porcentaje de error nos indica que los cálculos se realizaron correctamente entre si y por lo tanto son válidos.

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