Fenomenos De Transporte

FENOMENOS DE TRANSPORTE (1)

2.- OBJETIVO

Práctica, fenómenos de transporte en transferencia de calor, ladrillo refractario.

3.- Marco teórico

Fenómenos de transporte en transferencia de calor, conducción, convección, radiación.

q= -kA ∆T / ∆x….(1)

q= hA(Tp -T∞)….(2)

qemitido=σ AT4…...(3)

4.- Materiales y equipos

Caldero

Termómetro infrarrojo

Flexometro

Tablas propiedades de aislantes.

Termómetro de bulbo

5.- Procedimiento

Medir las dimensiones del contenedor de ladrillo refractario.

Tomar la temperatura de la superficie del contenedor de ladrillo refractario.

Medir el espesor de la chapa.

6.- Datos

Datos de la superficie en cm

Perímetro= 0.80 m

Tp=75.4+76+70+68.1 = 21.7 °C

Prof= 0.12 cm T∞= 21.7 °C

Chapa= .13 cm

7.- Cálculos

Área calculada por medio de autocad

A=0,2928 m2

Temperatura promedio de la chapa

T= 72.375 °C = 345.375 °K

Calculo de perdida de calor por convección natural

Suponiendo temperatura ambiente de 21.7°C = 294.7°K

T_f=(T_chapa+T_(ambiente ))/2

T_f=320.04°K

Coeficiente de dilatación térmica

B=1/T_f

B=3.125x〖10〗^(-3)

Viscosidad cinemática

Calculamos por interpolación

T Ʋ x106

300 15.69

320 17.718 = Ʋ

350 20.76

Numero de Grashof

Gr=(gB(∆T)X^3)/(Ʋ^2)

Gr=(9.81*3.125x〖10〗^(-3) (72.375-21.7)〖0.67〗^3)/((17.718*〖10〗^6)^2)

Gr=1.48*〖10〗^(-15)

Prandtl

Calculamos por interpolación

T Pr

300 0.708

320 0.704

350 0.697

Nu=C*(Gr*Pr)^m

Nu=0.1*(1.48*〖10〗^(-15)*0.704)^□(1/3)

Nu=1.01*〖10〗^(-6)

Calculamos por interpolación

T K (w/m°k)

300 0.02624

320 0.02776

350 0.03003

Nu=(h*x)/k

h=(Nu*k)/x

h=((1.01*〖10〗^(-6))*0.02776)/0.67

h=4.2*〖10〗^(-8)

q=h*A*(∆T)

q=(4.2*〖10〗^(-8))*0.2928*(72.375-21.7)

qconv.=6.23*〖10〗^(-7) kcal/(m^2 hK^4 )

Calculo de perdida de calor por radiación

q=εAσ(〖T_pi〗^4-〖T_a〗^4)

Coeficiente de Stefan-Boltzmann

Para transformar watios a kcal/h 0,86

σ= 4.8762x10-8kcal/(m^2 hK^4 )

q=0.066*0.2928*(4.8762*〖10〗^(-8))(〖345.375〗^4-〖297.4〗^4)

q=6.3 kcal/(m^2 hK^4 )

8.- Cuestionario

1.- Investigue sobre las transferencias básicas de calor.

Conducción

La conducción es el fenómeno consistente en la propagación de calor entre dos cuerpos o partes de un mismo cuerpo a diferente temperatura debido a la agitación térmica de las moléculas, no existiendo un desplazamiento real de estas.

La conducción térmica está determinada por la ley de Fourier. Establece que la tasa de transferencia de calor por conducción en una dirección dada, es proporcional al área normal a la dirección del flujo de calor y al gradiente de temperatura en esa dirección.

Convección

La convección es la transmisión de calor por movimiento real de las moléculas de una sustancia. Este fenómeno sólo podrá producirse en fluidos en los que por movimiento natural (diferencia de densidades) o circulación forzada (con la ayuda de ventiladores, bombas, etc.) puedan las partículas desplazarse transportando el calor sin interrumpir la continuidad física del cuerpo.

La transferencia de calor por convección se expresa con la Ley del Enfriamiento de Newton:

Donde:h=coeficiente de convección

As=área del cuerpo en contacto con el fluido,

Ts = temperatura en la superficie

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