Obtención de perfil de temperatura.

1. Instituto Tecnológico de Mexicali.
Carrera:
Ingeniería Química.
Materia:
Laboratorio Integral 1.
Profesor:
Norman Edilberto Rivera Pasos.
Trabajo:
Reporte de Practica de laboratorio.
“Obtención de perfil de temperatura.”
Mesa No. 2
Samuel Lepe de Alba.
Jazmín Lizeth Jiménez Nava.
Lizeth Ramírez Salgado.
Rosa Isela Román Salido.
Diana Alejandra Ríos Marín.
Oscar Astorga Araujo.
Belén Guadalupe Domínguez Moreno.
Jesús Manuel Auyon González.
Mexicali B.C., 19 de noviembre de 2015

2. Objetivo:
Obtener experimentalmente la gráfica del perfil de temperatura de un material, en
este caso el bronce.
Introducción:
La alimentación, la salud y la generación de potencia han sido una preocupación
vital de la humanidad a lo largo de la historia. El progreso en estas áreas ha llevado
al desarrollo conjunto de la transferencia de calor como una ciencia, por lo que su
estudio es de capital importancia para el ingeniero.
Esta disciplina de transporte tiene aplicaciones de suma relevancia en casi cualquier
campo de la ingeniería.
Fundamento teórico:
Conducción:
El fenómeno de transferencia de calor por conducción constituye un proceso de
propagación de energía en un medio sólido, líquido o gaseoso mediante la
comunicación molecular directa cuando existe un gradiente de temperatura.
En el caso de líquidos y gases, tal transferencia es importante siempre que se tomen
las precauciones debidas para eliminar las corrientes naturales del flujo que pueden
presentarse como consecuencia de las diferencias de densidad que presentan
ambos fluidos. De aquí que la transferencia de calor por conducción sea de
particular importancia en sólidos sujetos a una variación de temperaturas. Al haber
un gradiente de temperatura en el medio, la segunda ley de la termodinámica
establece que la transferencia de calor se lleva a cabo de la región de mayor
temperatura a la de menor.
En tales circunstancias, se dice que el flujo de calor por unidad de área es
proporcional al gradiente de temperatura. Es decir:
𝑞"
= −𝑘
𝑑𝑇
𝑑𝑥
Donde 𝑞"
denota el flujo de calor por unidad de área o densidad de calor en la
dirección x, y k es la conductividad térmica del material. Sus unidades son W/m*K
(Watt por metro Kelvin) en el Sistema Internacional (SI) de unidades. También se
emplean de manera indistinta las unidades W/m°C.
A la ecuación se le agrega un signo negativo para que cumpla la segunda ley de la
termodinámica, es decir, que el calor debe fluir de mayor a menor temperatura. Esta
ecuación se conoce como la ley de Fourier y cabe destacar define la conductividad

3. térmica k. Aun cuando esta propiedad de transporte varía con la temperatura, en
numerosas aplicaciones puede suponerse constante.
Cuando los materiales tienen una alta conductividad térmica se denominan
conductores; los que la tienen baja se llaman aislantes. Cabe agregar que las
conductividades térmica y eléctrica de los metales puros están relacionadas entre
sí. Sin embargo, a temperaturas muy bajas los metales se toman superconductores
de la electricidad, pero no del calor.
Perfil de temperatura:
El perfilado de temperaturas es el proceso de monitorear e interpretar las
temperaturas de productos a medida que se mueven ya sea en una banda
transportadora o en un proceso de calentamiento por lotes. Los datos numéricos
recolectados se convierten por medio de software de análisis de temperaturas en
información significativa que se muestra como una gráfica el perfil térmico. Esta

4. información le dice qué temperaturas ha alcanzado el producto, por cuánto tiempo
y en qué punto del proceso. Analizando el perfil térmico, se es capaz de verificar y
mejorar la calidad del producto, aumentar el rendimiento y resolver problemas de
producción. Los componentes necesarios para un sistema efectivo de perfilado de
temperatura incluyen: sensores de temperatura para recopilar la información de
temperatura, registradores de adquisiciónde datos para capturar los datos, barreras
térmicas para proteger el registrador de datos, y más importante, software para
perfilado de temperatura para el análisis y archivado de todos los perfiles de
temperatura.
Material y equipo:
 Algodón.
 Papel de aluminio.
 Barra de bronce.
 Cinta aislante.
 Termómetro infrarrojo.
 Soporte universal.
 Pinzas para soporte universal.
 Parrilla eléctrica.
 Laminas con asbesto.
Procedimiento:
1. Envolver la barra de bronce con algodón, después con papel de aluminio y
por ultimo colocar unos pedazos de cinta. Hacerle unos agujeros cada 1.5
cm para poder tomar la temperatura.
2. Armar el soporte y colocar las pinzas.
3. Encender la parrilla en el número 5.
4. Colocar el tubo en la parrilla hasta que el flujo sea estable.
5. Cuando la temperatura sea estable, realizar las mediciones en cada uno de
los agujeros hechos las veces que sea necesario.
6. Graficar para obtener los resultados.

5. Análisis de datos:
X (altura en cm). Temp. Estable (770
C).
Medición 1.
Temp. Estable (680
C).
Medición 2.
Temp. Estable (830
C).
Medición 3.
1.5 111 100 95
3 106 93 89
4.5 90 84 76
6 56 59 60
7.5 53 56 58
9 50 54 56
Para graficar se omitirá la medición de los 6 cm para que la gráfica sea lo más
parecido a la teoría quedando así:
En un perfil de temperatura teóricamente se debe apreciar que a mayor altura con
respecto a la fuente de calor va disminuyendo la temperatura.
Conclusiones:
Pudimos haber tenido errores mínimos por el hecho de que el calor se perdería por
convección en los orificios, pero se trató de hacer los orificios lo más pequeño
posibles pero que tuvieran la medida exacta para que el termómetro infrarrojo
midiera la temperatura. Pudo haber errores con el manejo del termómetro infrarrojo
ya que a veces al apuntar al mismo sitio arrojaba valores diferentes, esto depende
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Temperatura.
X
Medicion 1.
Medicion 2.
Medicion 3.

6. del pulso de la persona, la diferencia de distancia entre el objeto a medir y el
termómetro infrarrojo.
Bibliografía:
Transferencia de calor. 2ed. José Ángel Manrique.