Escuela de Ingeniería Mecánica Informe Practica N ° 6 Radiación

Facultad de Ingeniería[pic 1]

Escuela de Ingeniería Mecánica

Informe Practica N ° 6 Radiación

Luis Mendoza

Daniel cervoni

Mauro Longo

Caracas, Octubre 2015

Sumario

        Para la práctica de radiación, se demostró la validez de la ley de Stefan- Boltzman, que nos dice que la intensidad de la radiación de un cuerpo negro varía con la cuarta potencia de la temperatura de la fuente. Adicionalmente se demostró que la intensidad de radiación medida por un radiómetro está directamente relacionada a la radiación emitida por una fuente a través de un factor denominado factor de forma. Para poder llevar a cabo estas mediciones se utilizó una fuente de poder HT10X junto con un accesorio de Radiación HT13

Índice

Introducción        

I.Fundamentos teóricos        

II. Parte experimental        

II.1.Primera parte de la práctica(Ley de Stefan Boltman):        

II.2.Para la segunda parte de la práctica(Factor de Forma):        

III.Datos experimentales        

III.1.Primera parte de la práctica(Ley de Stefan Boltman)        

III.2.Para la segunda parte de la práctica(Factor de Forma)        

IV. Resultados        

V. Discusión de resultados        

Conclusiones y recomendaciones.        

Bibliografía        

Introducción

La práctica tiene como fundamento dos objetivos principales:

1. Comprobar que la intensidad de radiación varía con la cuarta potencia de la temperatura de la placa, es decir, que se cumple con la ley de Stefan – Boltzman.
2. Comprobar que la intensidad de radiación medida por el radiómetro es directamente proporcional a la radiación emitida por la fuente e inversamente proporcional a un factor de forma.

Seguidamente se expondrán una serie de resultados, tablas y gráficos  realizados por diferentes grupos de laboratorio con la idea de discutir y comparar para  poder demostrar los objetivos dichos anteriormente como la ley de Boltzman y el Factor de forma.

Se explicarán de forma precisa las conclusiones de dichas prácticas, también se darán recomendaciones acerca de resultados que no estén en el debido o esperado rango ya sean por parte experimental o por fallas de equipos dentro del laboratorio de separación.

I.Fundamentos teóricos

        Según Cengel (2007), la energía emitida por unidad de área de la superficie de un cuerpo negro, viene dada por:

[pic 2]

Donde:

qb: es la energía emitida por unidad de área de la superficie de un cuerpo negro. (en W/m²)

σ es la constante de Stefan-Boltzman

Ts es la temperatura superficial de la placa caliente

Ta es la temperatura del ambiente.

Para una distancia constante, el valor del factor de forma vendrá dado por:

[pic 3]

Donde:

R: es la medición de energía del radiómetro

F es el factor de forma.

II. Parte experimental

Siempre tomar registros de las medidas de temperatura superficial, temperatura ambiental y medición del radiómetro.

II.1.Primera parte de la práctica(Ley de Stefan Boltman):

1. Encender el interruptor principal en la unidad HT10X
2. Fijar el primer voltaje (4V) y luego se aumentará aritméticamente en 4 unidades hasta llegar a un voltaje máximo de 24V y colocar el radiómetro a una distancia inicial de 900mm.
3. Al estabilizar la temperatura de la placa caliente, tomar nota de esta.
4. Acercar el radiómetro a 300mm de la placa
5. Esperar 90 segundos registrar la medida tomada por el radiómetro.
6. Alejar el radiómetro a la distancia inicial y pasar al siguiente voltaje.

II.2.Segunda parte de la práctica(Factor de Forma):

1. Fijar el voltaje en 20V
2. Al estabilizar la temperatura de la placa caliente, tomar nota de esta
3. Colocar el radiómetro a su distancia inicial de 900mm y registrar la medida indicada al cabo de 90 segundos.
4. Ir acercando el radiómetro 100mm en intervalos de 90 segundos, registrando siempre las medidas, hasta llegar a una distancia de 200mm.
5. Regresar el radiómetro a su posición inicial, colocar el voltaje de la fuente en cero y apagar el equipo.

III.Datos experimentales

III.1.Primera parte de la práctica(Ley de Stefan Boltman)

Se colocó el radiómetro a una distancia de 300 mm de la placa caliente por la cual pasaba un voltaje inicial de 4V a esta se le determinó la temperatura y la lectura de radiación para la misma temperatura, se repitió el experimento  variando el voltaje a la misma distancia una vez que se estabiliza la temperatura y se obtuvo lo siguiente:

Ley de Boltzman: Distancia de la placa 300 mm

Tabla 1: Cálculos Ley de Stefan-Boltzman. Práctica realizada por nuestro grupo de laboratorio “D”

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