-
7/25/2019 Perdida de Calor en Caeras Desnudas Alumno_16
1/3
Perdida de Calor en Caeras Desnudas (2016)
Gua del Alumno
Estudio de la transferencia de calor al ambiente con y sin
aislacin
1. Objetivos
El objetivo de la experiencia es determinar experimentalmente la
prdida de
calor en caeras con y sin aislacin, evaluar los coecientes de
transferencia
de calor total, de pelcula interior y exterior, y apreciar el
resultado de la
colocacin de algn tipo de aislacin trmica, determinando en este
caso la
nueva prdida de calor.
or el interior de la caera se !ace circular vapor de agua
proveniente de un
caldern, midindose el "ujo y las temperaturas ambiente, de
entrada y de
salida. #e calculan los coecientes de transferencia de calor
para las pelculas
interior, exterior y global, y se evala la colocacin de algn
aislante trmico.
2. Aaratos
El e$uipo para la experiencia consiste en una caera de cobre
tipo % de &'() de
di*metro nominal por la longitud del tubo, provista de sensores
digitales
en la entrada y en la salida, una v*lvula de regulacin del "ujo,
y un
caldern. +ebe considerarse tambin un termmetro para medir la
temperatura ambiente.
%as dimensiones, di*metros y espesor de pared de la caera de
cobre se
deben buscar en los manuales $ue dan tales datos.
omo parte del e$uipo se debe considerar-
2.1. Caldern
n caldern $ue suministrar* el vapor de agua necesario y una
v*lvula para la
regulacin del "ujo de vapor.
2.2. Caera
%a caera de cobre, de &'() de di*metro nominal, del tipo
%.
2.!. "erm#metros
/ermmetros digitales $ue permitir*n medir la temperatura de
entrada y de
salida del agua, y la del ambiente.
-
7/25/2019 Perdida de Calor en Caeras Desnudas Alumno_16
2/3
2.$. Probeta
na probeta de capacidad conocida para medir el "ujo por el
simple mtodo de
recoger un volumen conocido de agua tomando el tiempo
correspondiente. +el
volumen recibido y del tiempo se calcula el "ujo.
2.%. Cron#metro
#e debe contar con un buen cronmetro o un buen reloj con
segundero.
&i'ura 1. 0ontaje de la experiencia
!. Preauiones
1.&.2 #e debe asegurar $ue se disponga de suciente agua para
$ue el caldern
funcione sin alteraciones durante todo el curso de la
experiencia.
1.(.2 #e debe asegurar $ue exista presin suciente para tener un
"ujo de
vapor de agua en la caera de cobre dentro del rango del "ujo
turbulento.
$. Proedimiento *erimental
3.&.2 #e enciende el caldern con ( ! de anticipacin y se
asegura $ue funcione
correctamente, regul*ndolo al m*ximo de calor.
3.(.2 #e !ace pasar vapor de agua regulando con la v*lvula de
paso. %uego de
algunos minutos para dar tiempo a $ue se estabilicen el "ujo y
las
temperaturas de entrada y salida, se anotan los valores de los
termmetrosanotando tambin la temperatura ambiente.
3.1.2 on los datos de "ujo de vapor de agua se calcula la
velocidad lineal
dentro de la caera, el 4mero de 5eynolds, y el correspondiente
valor de hi.
3.3.2 on las temperaturas de entrada y salida, m*s la del
ambiente y los
valores del punto 63.17, se calcula la diferencia de temperatura
media
alder
-
7/25/2019 Perdida de Calor en Caeras Desnudas Alumno_16
3/3
logartmica, la prdida total de calor, el U, tanto el U0como el
Ui, y el valor de
h0.
3.8.2 #e repite la experiencia dos o tres veces variando el "ujo
de vapor de
agua. omo al variar el "ujo variar*n tambin las temperaturas, se
debe
esperar a $ue stas se estabilicen antes de tomar las lecturas.
/ener cuidado
de mantenerse siempre dentro del rango del "ujo turbulento.
3.9.2 ara evaluar un aislante se coloca el aislante $ue se va
probar y se repite
toda la experiencia y c*lculos precedentes. +e la comparacin de
los
resultados con y sin aislacin, se evala el k/xde sta.
%. C+lulos
8.&.2 alclese la velocidad lineal del vapor de agua en la
caera, el nmero
de 5eynolds y el hicon las correlaciones usuales.
8.(.2 alclese la cantidad de calor perdido por el vapor de agua,
la diferenciade temperatura media logartmica, y el U, referido
tanto a la supercie interior
como a la exterior de la caera.
8.1.2 alclese h0referido tanto a la supercie interior como a la
exterior de la
caera.
8.3.2 :nvestguese en el mercado local por aislantes disponibles
;por lo menos
dos< y calclese el efecto de su colocacin sobre la prdida de
calor de la
caera.
8.8.2 #uponiendo la colocacin de alguno de los aislantes
trmicos
investigados, calclese el k/x del aislante y el nuevo
Uresultante, referido a la
supercie externa de la caera, y calclese el espesor ptimo de
aislante para
minimi=ar la perdida de calor.
6. Pre'untas
9.&.2 >mo se comparan los resultados experimentales con
los calculados con
las correlaciones usuales? >u*l es el grado de precisin de
stas?
9.(.2 >u*nto varia hi con la variacin del "ujo y'o de la
temperatura de
entrada del vapor de agua?
9.1.2 >@u diferencia !ay en los resultados si se supone $ue
toda la caera es
del tipo A en ve= del tipo %?
9.3.2 Explicar el mecanismo de conveccin en el exterior de la
caera >mo
afectan las corrientes de aire?
