CONVECCIÓN-FORZADA-EN-UNA-BARRA-SÓLIDA.docx

Laboratorio de Ingeniería Química II Carreon Alvarado Sergio Practica: 3 309046141 C!" C!"#C #CCI CI$! $! %&' %&'A( A(A A #! #! )!A )!A *A&& *A&&A A S$L S$LI( I(A A

CONVECCIÓN FORZADA EN UNA BARRA SÓLIDA ***PROBLEMA***

+)na barra de cobre de dimen,ione, conocida,- inicialmente ,e encuentra a una tem.eratura m/ima  ,2bitamente ,e ,umerge en una corriente de aire ue lleva cierta velocidad en un t2nel de viento- donde el u5o de aire ,e controla a trav, de una v/lvula de com.uerta7 Indiue: 8en cu/nto tiem.o la barra tendr/ una tem.eratura de 30C  cu/nto calor abr/ tran,;erido al airem? .ara una a.ertura del 100@- 0@- B0@  0@ en la v/lvula de com.uerta7 AdicionalmenteAdicionalmente- 8cDmo varia el coe=ciente de tran,;erencia de calor .romedio en ;unciDn de la, velocidade, .romedio del aire<

***Resultados***

@ A.ertura

"elocidad mF,

EP

 >GattFmH C?

A,intotica  iem.o  iem.o >,? >30C? ,

0

074

796

373

B00

B0

37B

K76

1170

300

0

K

1373

1BK76B

40

Q, >Jatt,? 1K9B679 91 K9 1K307K1 147 13 19K470 1407 14

***Cuestionario***

17 r/=co 1: Pre,ente la, tem.eratura, regi,trada, .ara la barra en ;unciDn del tiem.o de en;riamiento  obtenga la ecuaciDn ue me5or a5u,te ,u, dato, e.erimentale,7

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ra=ca 1 K0 0 0@ 60

#.onential >0@?

B0@

#.onential >B0@?

;>? M BB799 e.> M B7K BB74 e.> 0 0  ?? B0 ;>? &N &N M M 079 0791

  *arra 40 30 0 0@

#.onential >0@?

10 0

0

100000

00000

300000

400000

B00000

600000

tiem.o t

7 r/=co : Pre,ente la relaciDn O F tiem.o de en;riamiento en ;unciDn del tiem.o de en;riamiento7

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ra=ca  0701 0701 0701 0701

 EFt

0@ B0@ 0@

0 0 0 0 0 0

100000

00000

300000

400000

B00000

600000

tiem.o t

37 Con el auda de la, gr/=ca, ue ,e ,olicita en lo, do, .unto, anteriore,indiue 8.ara u tiem.o, la ra.ide de en;riamiento en la barra e, mu grande<  .artir de u tiem.o la ra.ide de en;riamiento ,e vuelve a,intDtica< - adicionalmente re,.onda 8en cu/nto tiem.o e,tima ue la barra alcance la tem.eratura de 30C< Se encuentra marcado en la tabla de re,ultado, 47 8Cu/nta energía >calor ,en,ible- Q,? a .erdido la barra durante el tiem.o de #.erimentaciDn >tiem.o de en;riamiento?< Se encuentra marcado en la tabla de re,ultado, B7 Plantear el balance de energía e indicar el mecani,mo .or el cual ,e tran,=ere la energía de la barra acia el aire7 Integre el modelo re,ultante  obtenga el coe=ciente conectivo de tran,;erencia de energía .romedio- m >e.re,ado en GFmC?7 Calor ,en,ible Lo, coe=ciente, ,e marcan en la tabla de re,ultado,

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−

d ∆ T  hπ D L ∆ T  dt  =

Integrando ln ( ∆ T )=

−hπ D L ∆ T 

ra=cando

m b C  pb ln

+ ln ( 46.48 )

( ∆ T  )  v, t la .endiente e, M

−hπ D L ∆ T  mb C  pb

 .or ultimo de aí

,e de,.e5a el coe=ciente

0@ 47B 4 37B ;>? M R 0701  37K 3 &N M 1 7B Ln E  17B 1 07B 0 0 100 00

Linear >?

300

400

B00

600

t

B0@ 47B 4 37B ;>? M R 0701  37K3 3 &N M 1 7B Ln E  17B 1 07B 0 0 B0 100 1B0 00 B0 300 3B0 400

t

Linear >?

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0@ 47B 4 37B 3 7B Ln E  17B 1 07B 0

;>? M R 0701  3793 &N M 1 Linear >?

0

B0

100

1B0

00

B0

300

t

67 A trav, de ,u modelo- determine el coe=ciente de tran,;erencia de energía .romedio- .ara cada a.ertura de la v/lvula de com.uerta7 8CDmo varia el coe=ciente de tran,;erencia de energía .romedio- en ;unciDn de la, velocidade, .romedio del aire7 #labore un gr/=co >gr/=co 3? donde ,e .re,ente la relaciDn entre dico coe=ciente  la velocidad del aire e indiue ,u, conclu,ione, ,obre ,u traba5o e.erimental7 #l coe=ciente .romedio ,e .re,enta en la tabla de re,ultado, La variaciDn e, directamente .ro.orcional entre el coe=ciente  la velocidad al aumentar uno aumento el otro lo mi,mo en ca,o contrario 1K0 160 140 10 100

 >GattFmH C?

K0 60 40 0 0



4

6

K

10

"elocidad mF,

1

14

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+++Conclu,ione,+++ RLa tran,;erencia de calor ,e ve directamente regida .or la di;erencia de tem.eratura a ue al ,er grande la di;erencia la tran,;erencia ,er/ grande e, decir .re,enta un com.ortamiento directamente .ro.orcional RSe logra ver ue de igual manera la velocidad del u5o e, directamente .ro.orcional al coe=ciente de tran,;erencia al aumentar uno aumenta el otro RLogramo, am.liar nue,tro .anorama ,obre la tran,;erencia de calor de ue de.ende  de ue no RLa energía tiene la cualidad de ,er con,ervativa e, decir no ,e crea ni ,e de,true ,olo ,e tran,;orma .or e,ta raDn la cantidad de calor cedido en la, .rueba, e, ,imilar aunue .or errore, de medicione, ,e ve un .oco di,tante .ero ,e logra ver e,ta .ro.iedad