Diseño y construcción de un banco de ensayos para el estudio de la transferencia de calor en superficies extendidas

Abstract

El objetivo final del presente trabajo de grado, es el diseño y construcción de un banco de ensayos para el laboratorio de sistemas térmicos, en donde los estudiantes de ingeniería mecánica pueden reforzar los conocimientos ya adquiridos en la materia de transferencia de calor sobre disipación de calor en superficies extendidas, a través de la realización de la práctica puedan calcular el coeficiente de transferencia de calor por convección y un análisis de cuál es la mejor configuración para la realizar la mayor transferencia de calor al ambiente. El banco consta de 7configuraciones de superficies extendidas, a las cuáles en su interior para la generación de calor se colocó una resistencia eléctrica tubular. La temperatura de las resistencias está controlada mediante un circuito en paralelo conectado a un pirómetro PID. La práctica consta de analizar los diferentes tipos de aleteadas, a las cuáles se les realizan toma de datos en su base y punta mediante termómetros digitales con termocuplas tipo k; para ver el comportamiento térmico en cuanto a configuración y material. El coeficiente de transferencia de calor por convección será obtenido por medio de la toma de temperaturas de base, punta, ambiente y conociendo la conductividad térmica de cada material y realizando de manera fácil y rápida los cálculos enunciados en este trabajo de grado, el análisis de la mejor configuración se puede realizar de manera visual en las curvas obtenidas al graficar los datos tomados de las aletas en la práctica. Para el desarrolló del presente trabajo de grado no solo fue de gran ayuda los conocimientos de transferencia de calor, también aplicamos los conocimientos adquiridos en otras áreas complementarias e importantes en la carrera de ingeniería mecánica.