Norman E. Rivera Pazos

Práctica #8

Determinación de perfil de temperatura

José Ricardo Silva Talamantes

Gabriel Manjarrez Albarrán

Diana Pérez Santoyo

Fernanda Barrera Gutiérrez

Francisca Sánchez Sánchez

José Víctor Muñoz Saucedo

Laboratorio Integral I

Introducción

El presente reporte de laboratorio tiene como finalidad presentar los conocimientos

adquiridos en la pasada práctica de laboratorio llamada “Determinación de perfil de

temperatura”. Correspondiente a la materia de Laboratorio Integral, impartida por el

profesor Norman Edilberto Rivera Pazos, en el Instituto Tecnológico de Mexicali.

En este reporte se presenta la forma en la que nosotros como estudiantes o futuros

ingenieros podemos determinar el perfil de temperatura al que se puede someter un

objeto, fluido o proceso, de forma que sea posible representarlo por medio de una gráfica.

El experimento consistió en tomar un material, y someterlo a una fuente de calor tomando

en cuenta la altura al que este es expuesto, para así conocer como su perfil de

temperatura va cambiando con la altura.

Se presentan evidencias de la realización del experimento en forma de imágenes,

datos obtenidos, métodos y gráficas.

Objetivo:

Determinar el perfil de temperatura de un material y poderlo representar por medio de una

gráfica, de manera que sea para nosotros más fácil su visualización y comprensión.

Marco Teórico

El análisis de la transferencia de calor por convección es muy importante ya que existen

diversos sistemas en ingeniería en los cuales está involucrado el transporte de energía

para retirar o transferir calor, los cuales necesitan del conocimiento de cómo se lleva a

cabo dicho fenómeno con el propósito de diseñar equipos eficientes o bien mejorar los

que están en funcionamiento. En algunas aplicaciones es indispensable el uso de equipos

para movilizar el fluido (convección forzada), también aquellos en los cuales no se

requiere de fuerzas externas para moverlo (convección natural).

FENÓMENOS DE TRANSPORTE

Los fenómenos de transporte son aquellos procesos en los que hay una transferencia

neta o transporte de materia, energía o momento lineal (cantidad de movimiento) en

cantidades grandes o macroscópicas. Estos fenómenos físicos tienen rasgos comunes

TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN

Cuando en un medio sólido existe un gradiente de temperatura, el calor se transmite de la

región de mayor temperatura a la de menor temperatura. El calor transmitido por

conducción por unidad de tiempo es proporcional al gradiente de temperatura multiplicado

por el área A a través del cual se transfiere

TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN Cuando un fluido se pone en contacto con una superficie sólida a una temperatura distinta, el proceso resultante de intercambio de energía térmica se denomina transferencia de calor por convección. Hay dos tipos de procesos de convección: convección libre o natural y convección forzada. En el primer caso la fuerza motriz procede de la diferencia de densidad en el fluido que resulta del contacto con una superficie a diferente temperatura y da lugar a fuerzas ascensionales. En el segundo caso una fuerza motriz exterior mueve un fluido sobre una superficie a una temperatura mayor o inferior que la del fluido.

TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACION Por radiación la energía se transporta en forma de ondas electromagnéticas que se propagan a la velocidad de la luz. La radiación electromagnética que se considera aquí es la radiación térmica. La cantidad de energía que abandona una superficie en forma de calor radiante depende de la temperatura absoluta y de la naturaleza de la superficie. Un radiador perfecto o cuerpo negro emite una cantidad de energía radiante de su superficie por unidad de tiempo

Un PERFIL DE TEMPERATURA es un modelo matemático el

cual representa la distribución de flujo en un cuerpo o sistema

dado. La conductividad calorífica k es una propiedad que

interviene en la mayor parte de los problemas de transmisión de

calor. Su importancia en el transporte de energía es análoga a la

de la viscosidad en el transporte de cantidad de movimiento

Material y equipo

Mechero Bunsen

Soporte universal

Pinzas para soporte

manguera

termómetro laser

Barra de metal aluminio

Alturas (m) Temperaturas (°C)0.03 177

0.06 144

0.09 114

0.12 88

0.15 75

0.18 65

Procedimiento

1. Tomamos una barra de metal, a la cual previamente se le han colocado

marcas, para indicar la altura a la que se encuentra a partir de la base de la

barra.

2. Se coloca sobre el soporte, y se expone al fuego del mechero.

3. Se checan las temperaturas de la barra para verificarnos de que la

temperatura no cambia y ha llegado al equilibrio.

4. Una vez que la temperatura ya no este variando, se toman los datos de la

temperatura a la que está en las diferentes alturas de la barra.

5. Se realiza la gráfica del perfil de temperatura con los datos obtenidos.

Cálculos y Resultados

A diferentes alturas las temperaturas capturas en el metal utilizado fueron:

La grafica obtenida a partir de estos datos fue:

Conclusiones

Una vez realizado el experimento, hemos comprendido cual es la forma en la que

podemos determinar el perfil de temperatura, así mismo, podemos representar ese perfil

de temperatura por medio de una gráfica, la cual es más fácil de leer, y comprender.

Referencias

http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-165.htm

http://ciencia-basica-experimental.net/transferencia.htm