Physics">
Informe 4
Informe 4
Informe 4
1–4, 2023
Grupo D1 / Fecha de Entrega: 27 ene 2023
https://doi.org/10.2478/joeb-nnnn
Materiales y Método
Materiales
Para esta práctica se utilizó el banco de pruebas mos-
Introducción trado en la figura 1, el cual empleó para el calentamiento
La transferencia de calor por conducción se da cuando de tres probetas sólidas de la misma geometría y, cum-
dos cuerpos, que están en reposo y a diferentes tempe- ple la función de calentar homogéneamente y desplazar el
raturas entran en contacto. Esta se dará desde el objeto agua que esta retenida en este, llevándola hasta una tem-
de mayor temperatura hacia el de menor para lograr al- peratura de control que se da mediante una ressitencia
canzar el equilibrio térmico. Al analizar este proceso para eléctrica, un agitador y un controlador industrial, esta se
© 2023 Author(s). This is an open access article licensed under the Creative Commons Attribution License 4.0.
(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
Fajardo et al.: Title. Lab. Sistemas Térmicos., 04, 1–4, 2023
hace circular a través de las tres probetas que están ubi- Para la toma de datos, con la ayuda del montaje del
cadas en un recipiente cilíndrico. Para la toma de datos termopar tipo K, el Arduino UNO, el módulo MAX6675 y
se usa una placa Arduino UNO y unos termopares tipo k. un computador, introduciendo el termopar en la probeta,
cargando el código en el Arduino y verificando la correcta
toma de datos en el monitor serial, para verificar que los
datos tomados por el Arduino sean coherentes. Después
de alcanzar la temperatura de control se enciende la
bomba con flujo reducido para que el agua circule por
el recipiente donde se ubicaron las probetas.
Una vez se estabiliza el sistema, se procede a medir el
caudal que está fluyendo a través del recipiente, para esto
mediante el uso de una jarra, una báscula y cronómetros.
Con esto, se miden los tiempos y las masas de agua
depositados en la jarra, esta se repite tres veces para
minimizar el error en las medidas. Por último, se ejecuta
el script para la toma de temperaturas con un tiempo de
muestreo de un dato por segundo.
2
Fajardo et al.: Title. Lab. Sistemas Térmicos., 04, 1–4, 2023
Figura 3: Temperatura superficial vs tiempo, para el acero Figura 7: Temperatura superficial vs tiempo,para el bronce
en flujo reducido en flujo completo
3
Fajardo et al.: Title. Lab. Sistemas Térmicos., 04, 1–4, 2023
que el comportamiento final de la superficie coincidirá con valor de temperatura adimensional se aproxime a cero. La
el valor del fluido con el cual está en contacto, agua en constante b se entiende como la razón de cambio de la
este caso, y será, para flujo reducido de 55°C, y para flujo gráfica logarítima de la temperatura adimensional, es por
completo será de 60°C. Las gráficas 8,9,10, muestran un esto, que la respuesta que se espera va a estar medida por
el número de Fourier para cada material. Como en este
caso las geometrías son las mismas, el valor de b solo se
ve afectado por el coeficiente de trasnferencia de calor
por convección (h) y el tipo de material. Por último, se
puede observar en las gráficas 8,9,10, se observa que la
mayor pendiente es la del plástico, puesto a que su Cp
es demasiado bajo, y la menor pendiente es la del acero,
puesto que presenta un Cp alto.
Referencias
Figura 10: Evoluvión vs Fo; para el bronce 1. Cengel YA y Boles MA. Termodinámica (8a. McGraw Hill
Mexico, 2015
comportamiento descendente y se estabiliza cuando esta
alcanza el eje horizontal. Esto es porque cada vez que
el valor de la temperatura de la superficie se hace más
parecido a la temperatura del fluido, lo que hace que el