“Trasferencia de calor por convección libre y forzada”

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“Trasferencia de calor por convección libre y forzada”

Nombre: Jael García Liempi

Fecha de Laboratorio: 20/mayo/2016

Fecha de entrega: 8/jun/1016

Facultas de ciencias

Introducción 3

 1.Objetivos 3

     2.introducción3

Desarrollo4

 1.Descripción del equipo 4

     2. Método utilizado en cada experiencia5

  Resultados6

      1.Tabla 1 “convección natural”6

      2.grafico 1 Potencia VS Temperatura……………………………………………………….........7

      3.Tabla 2 “convección forzada”  ….………………………………………………………………7

      4.Grafico 2 “velocidad Vs Temperatura” …………………………………………………………8

Discusión de resultados.8

  Conclusión y Bibliografía 9

1-  Objetivos del laboratorio

-Demostrar la relación entre Energía y temperatura en la superficie de una placa plana en convección libre.

-Determinar la relación existente entre potencia y la diferencia de temperatura por convección simple

 2- Introducción

 La convección es una de las maneras que existen para transferir calor, y su característica principal es que transfiere el calor por intermedio de un fluido como el aire o el agua.  En este fenómeno ocurre un movimiento en las moléculas de la sustancia, y puede producirse este movimiento de forma natural, gracias a la diferencia en las densidades, o puede ser forzada, con ayuda de ventiladores, bombas, etc. En la cual las partículas que se desplazan transportan el calor sin interrumpir la continuidad física del cuerpo. Como sabemos la transferencia de calor es el traspaso de energía desde un cuerpo que posee mayos energía hacia otro de menor energía.

Para poder determinar la relación que existe entre la potencia y la temperatura, en este practico utilizamos el equipo HT19 que nos permite intercambiar calor por convección libre y forzada, a su vez, este va conectado con el HT10, y gracias a este se puede realizar una amplia gama de demostraciones sobre la transferencia de calor.

en este practico para lograr el objetivo se realizan una serie de mediciones de la intensidad (A), voltaje (V), y la temperatura ambiental (T3), la temperatura de la placa y la temperatura sobre la placa. Una vez que podemos determinar esto, podemos calcular la potencia cuya fórmula es:

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    Donde:

    P= potencia (watts)

    V= Voltaje (volts)

     I= Intensidad (ampere)

Desarrollo

1-Descripción del equipo:

El HT19 posee una placa plana de 0,1 m de ancho y 0,11 m de largo, cuya área seria 0,011 m, este equipo nos permite demostrar el fenómeno de convección natural y forzada, ya que, se pueden estudiar los perfiles de temperatura y el flujo de calor en diferentes superficies. Su capacidad nominal del calentador es hasta 200 vatios. Y este va conectado al HT10 con enchufes sencillos, el cual es un módulo donde se pueden conectar diferentes accesorios dedicados al estudio de diversos modos de transferencia termina.

La placa que se menciona es utilizada para medir la temperatura que existe sobre ella (T2), la que está debajo de la placa (T1) y en la placa en si (T3). Se utilizó la misma placa para la convección forzada y la natural.

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figura 1,1 “el sistema de aparataje”

2- Método utilizado en cada experiencia.

  Se armó el aparataje colocando el calentador de aletas en el conducto de prueba, luego de esto, se esperó a que transcurriera el tiempo necesario para que se estabilizara el sistema, y no hubiera algo que alterara la medición de las temperaturas. Se ajustaba en el módulo un voltaje determinado, luego de esto se movía la perilla del módulo hacia “A” que es la intensidad medida en ampere y se registraba este número en nuestra tabla, y en un rango de aproximadamente 10 minutos, se registraba la temperatura T1, T2 y T3. Este procedimiento se repitió 6 veces con diferentes voltajes.

     En la experiencia de transferencia de calor por convección forzada, se realiza el mismo procedimiento que en la experiencia anterior, con la diferencia de que se mantenía constante el voltaje, y a su vez, la intensidad se mantenía constante. Y también en esta experiencia registramos la velocidad (m/s)

Gracias a estos datos podemos obtener la potencia. Y se trabajó a 20 grados Celsius, a una presión de 1023 milibares y con un 70% de humedad.

Resultados obtenidos

1. Tabla de datos obtenidos de la experiencia 1 por “Convección libre”

OBS: El cálculo realizado para obtener la potencia fue con la fórmula: P=V*I

1. 6,8V * 2,47 (A) = 16,796 (W)

1. 7,0 (V) * 2,52(A)= 17,640 (W)

1. 7,2(V) * 2,58 (A)= 18,576 (W)

1. 7,5(V) *2,68 (A)=20,100 (W)

1. 7,8(V)* 2,79(A)= 21,762 (W)  

1.  8,0(V)*2,87(A)= 22,960 (W)

1. Grafico 1.  potencia Vs Temperatura por convección natural.

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1. Tabla 2. “Convección forzada”

          2 Tabla de datos 2. Mediciones de la Convección forzada

  Observación: en esta experiencia se mantuvo constante la potencia y la intensidad para que así fuera una convección forzada. Mientras se realizaba la medición hubo oscilaciones y la estabilidad del flujo fue variando.

1. Grafico 2. Convección forzada

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Discusión de resultados:

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