Laboratorio Pirometria

Objetivos del laboratorio:

En el siguiente laboratorio, se procederá a identificar y comprobar una termocupla del tipo K. De esta manera, podremos saber si dicha termocupla puede ser utilizada con normalidad en el rango de temperatura determinado por el fabricante.

Para ello se utilizara el método de Solidificación.

Introducción :

La termocupla es el sensor de temperatura más utilizado industrialmente. Una termocupla se hace con dos alambres de distinto material unidos en un extremo. Cuando dicha unión se encuentra a una temperatura distinta a la de los extremos libres, se desarrolla entre estos una diferencia de potencial eléctrica (del orden de los milivolts) que depende de la diferencia de temperatura entre la unión y los extremos libres (efecto Seebeck).

Este efecto permite calibrar la termocupla para usarla como un termómetro.

Elementos utilizados:

• Termocupla tipo K

• Horno eléctrico

• Crisol

• Molde de arena

• Aluminio

• Zinc

• Agua

• Voltímetro

• Termómetro digital

Procedimiento:

Primero colocamos aluminio en el crisol y llevamos el horno a una temperatura de 670ºC, 10ºC por encima de la temperatura de solidificación del aluminio (660ºC).

Se utilizan un cable de extensión para conectar un extremo de la termocupla al voltímetro, donde se encuentra el punto frío a 20º C (temperatura ambiente). Este punto frío nos genera un factor de corrección de 0,8 mV. Otro cable se coloca en el otro extremo y se pone dentro del molde de arena.

Retiramos el aluminio del horno, y se vierte en el molde de arena. Se puede observar la FEM de la termocupla en intervalos regulares de tiempo.

Cuando la FEM se mantiene constante por un determinado tiempo, corresponde a la temperatura de solidificación del aluminio.

Con el Zinc se utiliza el mismo procedimiento. La temperatura de solidificación de este, es de 419º C aproximadamente, por lo que se lleva el horno a una temperatura de 430º C.

Por ultimo se calienta agua a 100ºC y se calcula la FEM.

Resultados:

Valores de FEM:

• Aluminio: 27 mV.

• Zinc: 16,1 mV.

• Agua: 3 mV.

La FEM total generada por el voltímetro es la suma de la FEM medida mas el factor de corrección a temperatura ambiente.

FEM total:

• Aluminio: 27,8 mV.

• Zinc: 16,9 mV.

• Agua: 3,8 mV.

El potencial termoeléctrico es:

∆E/∆T= 27,7 mV / 660ºC = 0,04 mV/ºC

∆E/∆T

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