Este documento presenta los resultados de una práctica para determinar perfiles de temperatura en diferentes materiales. Se midieron las temperaturas a diferentes alturas de barras de hierro y aluminio calentadas desde abajo. Los datos muestran que la temperatura disminuye con la altura a medida que el calor se transfiere, y las gráficas de los perfiles de temperatura ilustran este efecto para cada material.

1. Instituto Tecnológico de
Mexicali
Laboratorio Integral I
M.C Norman Edilberto Rivera Pazos
“Practica #12: Determinación de
perfiles de Temperatura”
Ambriz Medina Brianda Indira 07/612
Cano Mercado Claudia Azucena 07/373
Murillo Castillo María Margarita 07/0391
Olguín de Lucio Víctor Alejandro 07/708
Romero Parra Manuel De Jesús 07/397
Vega Domínguez Fca. Aurora 07/400
“Ingeniería Química”
Mexicali Baja California a 2 de Junio 2010

2. Índice:
Objetivos………………………………………………………………………………………… 3
Introducción…………………………………………………………………………………….4
Fundamento teórico…………………………………………………………………………5
Diseño de la práctica …………………………………………………………………………6
Hoja de datos…………………………………………………………………………..6
Equipo y materiales……………………………………………………..…………..7
Desarrollo de la práctica………………………………………………………… 8
Realización de la práctica…………………………………………………………….…….9
Mediciones. …………………………………………………………………..………..9
Observaciones. ……………………………………………………………………….9
Análisis de datos y resultados. …………………………………………………………..10
Gráficas…………………………………………………………………………..………10
Conclusiones………………………………………………………………….……….12
Referencias………………………………………………………………………………………13
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3. Objetivos:
Determinar experimentalmente los perfiles de temperatura en diferentes
Materiales.
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4. Introducción:
El estudio de la transferencia de calor por convección está ligada a la mecánica del
fluido dando con ello que se efectué el transporte de energía. En aplicaciones en la
ingeniería en los cuales involucra transferencia de calor se requiere de la solución de
la ecuación de continuidad, de la ecuación de cantidad de movimiento y la ecuación de
energía. Estas tres ecuaciones se pueden reducir a las ecuaciones de la capa limite,
región fluida en la que se tiene un apreciable intercambio de calor, otra manera de
obtener información de cómo se da aquí el transporte de energía, es determinando la
velocidad y la temperatura de manera experimental. En este sentido, en este trabajo
se presentan los resultados experimentales de la velocidad y la temperatura en la
región de la capa limite.
El estudio de la transferencia de calor por convección, es importante ya que muchos
sistemas en ingeniería en los cuales está involucrado el transporte de energía, ya sea
para retirar o transferir calor, exigen del conocimiento de cómo se lleva a cabo este
fenómeno con el propósito de diseñar equipos más eficientes o bien mejorar los que
están en funcionamiento. Las aplicaciones en la ingeniería son múltiples y variados, tal
es el caso por ejemplo en la refrigeración, en calentadores de agua domésticos, en la
combustión, en los que en algunos de ellos es indispensable el uso de un equipo para
mover el fluido (convección forzada) hasta aquellos en los cuales no se requiere de
fuerzas externas para moverlo (convección natural). En todos estos sistemas el
trasporte de calor se da de manera apreciable en una región determinada del flujo de
fluido conocida como capa limite. En este sentido, el trabajo que se presenta aquí está
orientado a la determinación experimental de los perfiles de temperatura y de
velocidad en la región de la capa limite en una placa plana sujeta a un flujo de calor
constante en la pared
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5. Fundamento teórico
Sólidos:
A bajas temperaturas, los materiales se presentan como cuerpos de forma compacta y
precisa; y sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras cristalinas
definidas, lo que les confiere la capacidad de soportar fuerzas sin deformación
aparente. Los sólidos son calificados generalmente como duros y resistentes, y en
ellos las fuerzas de atracción son mayores que las de repulsión. La presencia de
pequeños espacios intermoleculares caracteriza a los sólidos dando paso a la
intervención de las fuerzas de enlace que ubican a las celdillas en una forma
geométrica
Perfiles de temperatura:
La obtención de perfiles de temperatura es el proceso de registrar e interpretar las
temperaturas de sus productos (y/o aire) mientras pasan a través de un proceso
transportado por una o de lote. Los datos se muestran como un gráfico (perfil) y como
datos numéricos. En su forma más simple, esta información le indica cuanto tiempo el
producto estuvo por encima de cierta temperatura, cuando se alcanzó la máxima
temperatura, y cuál fue la máxima temperatura.
Los ingenieros de proceso saben cual debe ser el perfil perfecto para sus productos, y
las variaciones de ese ideal indican un problema potencial o una calidad inaceptable.
Analizando el perfil usted puede verificar que sus productos sean de la más alta
calidad, aumentar la producción, y resolver problemas de producción
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6. Diseño de la práctica
Hoja de datos
Datos de los materiales
Fierro Aluminio Aluminio
H(cm) Temp(C) H(CM) Temp H(CM) Temp(C)
0 118 0 190 0 74.8
3.5 61.4 3 80 3 54
8 37.2 7.5 47.4 7.5 56
12.5 34.2 12 37.6 12 34
18.5 33.2 17.5 34.2 17.5 33.6
23.5 32.2 22.5 33.6 22.5 32.8
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7. Equipo y materiales
Material:
 Plancha
 2 soportes universales
 2 pinsas
 Termometro de infrarojo
 Barra de 10 cm de altura de aluminio
 Barra de 10 cm de altura de cobre
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8. Desarrollo de la práctica
La practica consiste en tomar medición de las diferentes temperatura a distintas
alturas de las dos barras metálicas hechas una de Hierro y otra de Aluminio ambas
están aisladas con recubrimiento de papel aluminio y algodón, Para aislar el sistema y
tomar mediciones correctas de temperatura se incrustaron distintos orificios a el
aislamiento a diferentes alturas con el objetivo de realizar mediciones de temperatura
con un medidor láser infrarrojo.
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9. Realización de la práctica
Mediciones
Las mediciones que se tomaron fueron hechas a distintos tiempos sobre los
orificios del aislamiento en la barra con el aparato de medición infrarrojo.
Observaciones
El experimento tomo como referencia una temperatura de cambio en la punta
superior de la barra donde se encontraba el orificio superior para tomar en
consideración las demás temperaturas de ese modo se aseguro que el cambio de
temperatura y el calórico recorriera toda la barra. Hubo pequeñas perdidas de
temperatura debido a unos pequeños defectos en el aislamiento.
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10. Análisis de datos y resultados.
Se observa en la grafica que conforme avanza la altura la temperatura
disminuye debido a la diferenciación de energía calorífica desde la plancha hasta la
parte superior que también se considera como un incremento gradual de temperatura
por la acción del metal sobre la transferencia de energía.
Aluminio Aluminio
H(CM) Temp(C) 80
0 74.8 70
Temperatura °C 60
3 54
50
7.5 56
40 Aluminio Temp(C)
12 34 30 22.5, 32.8
17.5 33.6 20 Lineal (Aluminio
22.5 32.8 10 Temp(C))
0
0 10 20 30
Altura cm
Aluminio Aluminio
H(CM) Temp
200
0 190
Temperatura °C
3 80 150
7.5 47.4 100 Aluminio Temp
12 37.6
50
17.5 34.2 22.5, 33.6 Lineal (Aluminio
22.5 33.6 0 Temp )
0 5 10 15 20 25
Altura cm
10

11. Fierro
Fierro
140
H(cm) Temp(C)
120
0 118
Temperatura °C
100
3.5 61.4
80
8 37.2 60 Temp(C)
12.5 34.2 40
18.5 33.2 23.5, 32.2 Lineal (Temp(C))
20
23.5 32.2 0
0 10 20 30
Altura cm
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12. Conclusiones
Gracias a este experimento comprobamos la razón de cambio de energía
calorífica en las superficies metálicas y comprendimos como se va transmitiendo el
calor a través de las barras inclusive con una posición vertical de ambas. Podemos
concluir que fue un éxito y nos dio una mejor idea del comportamiento del los
materiales metálicos ante los calentamientos externos.
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13. Referencias
http://www.des_ia.umich.mx/~des_ia/fades06/M03.pdf
http://www.datapaq.com/languages/spanish/Home.htm?url=http://www.datapaq.c
om/languages/spanish/temperature_profiling/index_main.htm
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