Preguntas:

1. ¿Si el equipo del laboratorio se traslada a otro ambiente, funciona?

El equipo del laboratorio está diseñado con un factor de seguridad de potencia de 20% a una temperatura ambiente de 20°C, por lo que el cambio de ambiente no le afectaría significativamente, ya que la variación de la temperatura de medio es en un valor no muy alto.

¿Qué pasaría si la aleta de este equipo fuera de otro material?

Con materiales que tengan valores de conductividad térmica mayor que la del acero y menor que la del aluminio, el equipo funciona normal. Con los materiales con conductividades térmicas que no se encuentren dentro del rango, antes mencionado, los valores de los resultados serían muy diferentes, por lo que sería necesario calcular la potencia requerida para alcanzar un estado estable en un tiempo corto.

2. ¿Por qué es necesario lubricar la placa de la aleta y la fuente de calor?, ¿influye la viscosidad del aceite?

Es importante lubricar la placa de la aleta y la fuente de calor debido a que de esta forma se reduce la resistencia de contacto, generado por ciertas condiciones del material como la rugosidad, la temperatura en la superficie de contacto, los fluidos que están atrapados en la interfaz, entre otras. Al poner una película de aceite en la interfaz, aumenta la transferencia de calor en este medio, ya que el aceite tiende a ‘’llenar’’ los vacíos que se encuentran en la interfaz, como producto de las rugosidades del material. Además el aceite tiene una conductividad térmica mayor que la del aire, lo cual permite disminuir la resistencia de contacto. La selección del aceite a utilizar en el equipo es muy importante, debido a que si ésta tiene una densidad baja, fluye muy rápido y la superficie queda sin la película de aceite requerida. Por otro lado, si el aceite es demasiado viscoso, no alcanza a llenar los intersticios de la superficie de contacto, con los cual no está cumpliendo su función que es reducir la resistencia de contacto.

Conclusiones

En el diseño de cualquier equipo de transferencia de calor es muy importante considerar un factor de seguridad en el diseño, en este caso se considera la potencia máxima que se requiere para obtener una temperatura deseada, ya que de esta forma se puede acoplar a las diferentes condiciones sin la necesidad de un rediseño completo de dicho equipo.

En la construcción de un equipo como la que se está usando para el análisis de trasferencia de calor por las aletas, es de suma importancia tomar en cuenta las propiedades fundamentales del material que mayormente afecta a los resultados, como en este caso es la conductividad térmica de los materiales. Además se debe considerar la mayor cantidad de datos posibles que puede afectar al problema para que los resultados sean lo más cercano a la realidad.

El aceite SAE-50 utilizado en este equipo tiene la propiedad requerida para soportar temperaturas altas en el contacto, así como la viscosidad adecuada para ocupar los intersticios en el interfaz y permitir una mejor transferencia de calor por dicho medio.