TAREA1_CUADRO COMPARATIVO SISTEMAS DE TRANSMISIÓN DE ENERGÍA

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Universidad Tecnológica de Panamá Laboratorio de Transferencia de Calor

Apuntes de la Clase 1: Laboratorio #1 – Conducción Axial en una barra metálica y determinación de su conductividad térmica “k”

Para la entrega de este laboratorio deberán desarrollar los siguientes puntos:

• Página de presentación
• Introducción
• Objetivos
• Materiales
• Presentación de Datos
• Cálculos y Resultados
• Conclusiones (Los estudiantes presentaran su conclusión de manera individual).

Esquemático del módulo

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DATOS TOMADOS.

CÁLCULOS Y RESULTADOS:

1. Complete la siguiente tabla.

1. Calculamos el área transversal cilíndrica por medio de la cual se dará la transferencia de calor.

𝐴 =[pic 6]

𝜋𝑑2 4

1. Tabla y gráfico de datos obtenidos para potencia de 10W.

Para cada gráfico realice lo siguiente:

• Obtenga la ecuación del gráfico. (La ecuación debe ser lineal y= mx+c)
• Identifique el valor del gradiente térmico en la ecuación del gráfico.[pic 7]

• Por medio de la ecuación de Furier obtenga el valor de K

[pic 8]

Calcule la media aritmética de las pendientes obtenidas en la regresión lineal para la potencia de 10 W.

𝒏

𝑿̅ = 𝟏 ∑ ∆𝑻 = (𝒌𝟏 + 𝒌𝟐 + 𝒌𝟑)[pic 9][pic 10][pic 11]

𝒏

𝒊=𝟏

∆𝒙        𝟑

1. Tabla y gráfico de datos obtenidos para potencia de 20W.

Para cada grafico realice lo siguiente:

• Obtenga la ecuación del gráfico.
• Identifique el valor del gradiente térmico en la ecuación del gráfico.[pic 12]

• Por medio de la ecuación de Furier obtenga el valor de K

[pic 13]

Calcule la media aritmética de las pendientes obtenidas en la regresión lineal para la potencia de 20 W.

𝒏

𝑿̅ = 𝟏 ∑ ∆𝑻 = (𝒌𝟒 + 𝒌𝟓 + 𝒌𝟔)[pic 14][pic 15][pic 16]

𝒏

𝒊=𝟏

∆𝒙        𝟑

1. Tabla y gráfico de datos obtenidos para potencia de 30W.

Para cada grafico realice lo siguiente:

• Obtenga la ecuación del gráfico.
• Identifique el valor del gradiente térmico en la ecuación del gráfico.

[pic 17]

• Por medio de la ecuación de Furier obtenga el valor de K

[pic 18]

Calcule la media aritmética de las pendientes obtenidas en la regresión lineal para la potencia de 30 W.

𝒏

𝑿̅ = 𝟏 ∑ ∆𝑻 = (𝒌𝟕 + 𝒌𝟖 + 𝒌𝟗)[pic 19][pic 20][pic 21]

𝒏

𝒊=𝟏

∆𝒙        𝟑

1. Obtenga la media aritmética de la conductividad térmica del material a partir de los resultados obtenidos.

𝒏

𝑿̅ = 𝟏 ∑ ∆𝑻 = (𝒌𝟏𝟐𝟑−𝟏𝟎𝑾 + 𝒌𝟒𝟓𝟔−𝟐𝟎𝑾 + 𝒌𝟕𝟖𝟗−𝟑𝟎𝑾)[pic 22][pic 23][pic 24]

𝒏

𝒊=𝟏

∆𝒙        𝟑

1. En base a esta conductividad térmica promedio determina el tipo de metal que constituye la barra cilíndrica segmentada. Considere los siguientes metales sólidos:

[pic 25]

PREGUNTAS

1. Para la misma razón de generación de calor, ¿Qué sucede con la temperatura a medida que las mediciones se alejan del resistor? Explique.
2. ¿Qué sucede con el gradiente de temperatura al aumentar la razón de generación de calor?

∆𝑇

𝑄𝑐𝑜𝑛𝑣 = −𝐾𝐴 ∆𝑋[pic 26]

1. Para una misma razón de generación de calor de su preferencia. ¿Es similar el calor conducido axialmente a través de la barra cilíndrica al calor removido por el sistema de refrigeración? De ser diferentes los valores, ¿a qué cree que se debe este hecho?

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 = 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎

𝐽        𝐽[pic 27]

𝑄 𝑤𝑎𝑡𝑡𝑠 = 𝑄 ( ) = 𝑐𝑝𝑚̇ ∆𝑇 = 𝑐𝑝𝑉𝜌∆𝑇 = 𝑐𝑝 ([pic 28][pic 29][pic 30]

...