Trasferencia de calor

Investigación. Laboratorios. Temperatura. Mediciones. Variables. Resultados. Aletas infinitas

  • Enviado por: Israfel
  • Idioma: castellano
  • País: Colombia Colombia
  • 8 páginas
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Mediciones

Para las aletas infinitas:

  • Sección Hexagonal:

Longitud(m)

Temperatura °C

0,005

204

0,032

180,4

0,0655

144,7

0,093

127,4

0,1192

107,6

0,144

94,2

0,1713

82

0,2032

70,7

0,2299

61,6

0,2546

56,6

0,2799

50,3

0,3045

46,9

0,3286

41,8

0,3536

40,3

0,3766

37,5

0,4015

35,6

0,4264

34,2

27,4264

32,1

55,8264

31

82,3264

30

106,2264

28,9

132,6264

28,2

160,2264

27,2

190,0264

26,4

218,9264

25,1

243,9264

25,7

272,2264

25,6

302,2264

25,3

332,2264

24,9

363,0264

24,9

394,4264

24,7

425,4264

24,6

452,6264

24,5

487,9264

24,3

510,9264

24,2

538,5264

23,7

  • Sección circular:

  • Sección cuadrada:

  • Longitud (m)

    Temperatura °C

    0,0217

    143

    0,0342

    130

    0,0492

    115

    0,0652

    104

    0,0822

    83

    0,0904

    75

    0,1004

    63

    0,1124

    57,6

    0,1266

    49

    0,1426

    43,7

    0,1608

    39,1

    0,1805

    37,3

    0,2025

    33,8

    0,2265

    32

    0,2523

    30,3

    0,2801

    29

    0,3101

    27,1

    0,3421

    26,8

    0,3761

    26,5

    0,4121

    26,1

    0,4421

    25,6

    Longitud (m)

    Temperatura °C

    0,025

    207

    0,047

    161,4

    0,071

    113,5

    0,092

    104,2

    0,119

    87,3

    0,15

    73,7

    0,183

    50,1

    0,217

    41,7

    0,251

    38,1

    0,285

    34,6

    0,32

    32,9

    0,362

    31,1

    0,403

    29,8

    0,439

    29,1

    0,475

    28,4

    0,507

    28,1

    0,531

    27,8

    0,56

    27,6

    0,59

    27,2

    Para las aletas finitas:

    • De sección constante (circular):

    Longitud (m)

    Temperatura °C

    0

    45,8

    0,01

    44,3

    0,0372

    42,5

    0,0644

    42,2

    • De sección variable :

    Longitud m

    Temperatura °C

    0

    41,8

    0,01

    40,8

    0,0397

    40,2

    0,0694

    39,2

    CONCLUSIONES

    • Es evidente que el aumento del área superficial de un cuerpo permite un mayor intercambio de calor entre este y el entorno, sin embargo es conveniente realizar los análisis previos a ejecutar un montaje, para determinar la longitud efectiva con la que nos dispondremos a aumentar el área superficial de dicho cuerpo y evitar desperdiciar material. Además podemos notar que si el área a través de la cual se va a transmitir el calor, va variando a medida que aumenta la distancia desde base, la temperatura de la aleta tiende a ser mas uniforme incrementándose así su eficiencia.

    • Las aletas con sección variable son más eficientes, ya que el flux trata de mantenerse constante lo que mantiene la temperatura de la aleta casi constante y la hace asemejarse a una aleta ideal.

    • En las aletas finitas, es de importancia el aislar o no la punta pues si el área de esta, es representativa respecto al área longitudinal del cuerpo de la aleta, la eficiencia se va a ver afectada.

    RECOMENDACIONES

    Nos parece conveniente que en el caso de las aletas infinitas, todas debieron haber estado sometidas a igualdad de condiciones (potencia suministrada, temperatura del horno), para así con los datos obtenidos poder determinar con claridad cual de las tres geometrías es la que disipa el calor de una manera más efectiva. De igual manera esta recomendación también aplica para las aletas finitas.

    La velocidad del aire que circula a través del ducto debería estar determinada de una manera más exacta, no simplemente haciendo un acto de fe en que el equipo nos dice la verdad.

    RESULTADOS Y PREGUNTAS

    1.

    2.

    3. Como era de esperarse el arreglo con las aletas de sección variable es el más eficiente de todos. Esto se puede apreciar tanto numéricamente, como experimentalmente, con los datos arrojados por las mediciones realizadas en la temperatura del aire a la entrada y a la salida de los diferentes arreglos. Sobra decir entonces que a la hora de seleccionar un arreglo de aletas en el que queramos optimizar material y espacio debemos utilizar aletas de sección variable.

    4. Es apreciable la diferencia en las curvas cuando suponemos que la punta esta o no aislada, es de cuidado entonces el realizar una suposición apresurada de este tipo pues puede ocasionar graves discrepancias en los resultados deseados.

    5. Como se dijo previamente el arreglo de aletas de sección variable demostró ser el más óptimo y será en consecuencia el de nuestra elección.

    6.

    ANALISIS DE ERROR

    Los errores que mas fácil se pueden propagar son los de medidas de longitud, que en este caso se pueden evidenciar talvez en las curvas resultantes (T(x)), pues a la hora de hacer las regresiones no se pudieron tomar todos los intervalos medidos. Esto para permitir que la curva se ajustara con mayor precisión.

    La velocidad del aire en el ducto es incierta, pues el equipo indica una, pero supuestamente esa es solo “representativa”, lo que puede ocasionar graves errores.

    La aleta de sección variable sobrellevaba la ejecución de ciertos cálculos, los cuales por ser un tanto engorrosos los omitimos, pero realizamos unas suposiciones adecuadas para no hacer más grande el margen de error. Entre estas suposiciones tenemos la de que la temperatura de la aleta se encontraba a una temperatura promedio, para poder calcular el coeficiente convectivo más fácilmente. Además en los libros no toman las áreas laterales de las aletas, en este caso tomamos las áreas laterales de dicha aleta de sección variable puesto que esta no es infinita.

    Para calcular los m en la distribución ideal de las aletas, tuvimos que tomar la longitud total de la aleta, sabiendo que el coeficiente convectivo hallado se había encontrado teniendo en cuenta solo una porción de esta, esto en cierta medida nos va a ocasionar error en los resultados obtenidos.

    ANALISIS DE RESULTADOS

    Pudimos apreciar que las aletas de sección variable tienen una eficiencia muy alta caso contrario con las aletas infinitas que demostraron ser muy poco eficientes. Lamentablemente como no se recopilaron los datos para la temperatura a la entrada y a la salida del aire para el arreglo de aletas cilíndricas, queda imposible el determinar cual de los dos arreglos es mas efectivo experimentalmente (sección variable o constante), pero sabemos, según la experiencia que el arreglo con las aletas finitas de sección constante es mas efectivo. Una aleta no necesita una longitud muy grande para comenzar a comportarse como infinita.