Diseño, construcción y ajuste de un método para la determinación de la conductividad térmica de cinco sólidos isotrópicos
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2010
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Resumen
En primera instancia se utiliza un método transitorio sumergiendo un balín de acero en un baño térmico con agua hirviendo aproximadamente a 90ºC, mediante el modelo exponencial se determina en seis corridas la conductividad térmica del balín de acero con un promedio de 42,71 W/mK y un porcentaje de error de 18,64%. Analizando el módulo de Biot para el agua se obtiene un valor de 0,1596, lo que indica que el régimen dominante es el convectivo, por lo que realmente se está calculando es la contribución de la conducción y la convección en la transferencia de calor y no la conductividad térmica del balín de acero Luego se utiliza un método estacionario en el cual se usan barras de diferentes metales unidas a dos calorímetros de aluminio, después de realizar varias pruebas preliminares para mejorar el sistema se utiliza fibra de baquelita para aislar las barras y un sello de poxilina aplicado a las perforaciones de los envases de aluminio, se hacen dos corridas por cada barra del metal seleccionado calculando el calor transferido por conducción y las pérdidas de calor por convección. Se obtiene para el hierro una conductividad térmica promedio de 132,8 W/m K con un porcentaje de error de 70,9%, para el bronce maleable: una conductividad térmica de 152,2 W/m K y un porcentaje de error de 3,7%, para el bronce fosforado: una conductividad térmica de 158,9 W/m K y un porcentaje de error de 5,2%, para el aluminio: una conductividad térmica de 172,5 W/m K y un porcentaje de error de 36,6% y para el cobre: una conductividad térmica de 251,5 W/m K y un porcentaje de error de 36,3%. Se determina que el intervalo efectivo del equipo se halla entre 100-200 W/mK por lo que se recomienda utilizar metales que estén en dicho ámbito, se recomienda calcular la capacidad calorífica del calorímetro 2 para observar cuanto afecta al calor transferido.
Descripción
Tesis (licenciatura en ingeniería química)--Universidad de Costa Rica. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Química, 2010
Palabras clave
CONDUCTIVIDAD TERMICA, ENLACES QUIMICOS, INDUSTRIA, SOLIDOS, TEMPERATURA - MEDICIONES