REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA ALONSO GAMERO

CORO – ESTADO FALCÓN

Santa Ana de Coro, Febrero de 2009

Autores: Eduvijis DoranteC.I.: 14.655.585

Tutor: Ing. Mariela SánchezC.I.: 11.478.347

CONSTRUCCIÓN DE UN EQUIPO EXPERIMENTAL PARA LA DETERMINACIÓN

DE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DE MATERIALES SÓLIDOS

Caso: Laboratorio de Procesos Químicos del Instituto Universitario de Tecnología Alonso Gamero (I.U.T.A.G.)

VALIDACIÓN DEL PROTOTIPO

ESQUEMA DE LA EXPOSICIÓN

EL PROBLEMA

MARCO TEÓRICO

MARCO METODOLÓGICO

CONSTRUCCIÓN E INSTALACIÓN DEL PROTOTIPO

Planteamiento del Problema

Objetivos de la Investigación

Justificación de la Investigación

Alcances

Antecedentes de la Investigación

Bases Teóricas

Modalidad y Nivel de Investigación

Diseño del Prototipo

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Transferencia de Calor

Transferencia de Calor

MecánicaMecánica

Instrumentación Instrumentación

QuímicaQuímica

Banco de Prueba de Intercambiador de Calor de Doble Tubo

Intercambiador de Tubo y Coraza y Banco de Prueba de Tubería Desnudas y Cubiertas con material aislante

Déficit en esta área en particular, aun cuando dentro de las instalaciones del IUTAG se cuenta con dichos equipos

Necesidad de construir un equipo para el laboratorio de procesos químicos que se

adapte al tema de transferencia de calor; y aunado a que dicho aparatos pueda dar

cumplimiento a otros objetivos que hasta los momentos no se obtiene con los

equipos existentes en la institución y de esta forma tener mayor diversidad de

aparatos.

Se desea construir un prototipo didáctico que permita determinar la conductividad térmica de

diferentes materiales sólidos de alta resistencia y baja conductividad térmica como lo es: Madera

(Roble), Madera de Pino y concreto de alta resistencia y baja conductividad térmica.

OBJETIVO GENERAL

Construir un equipo experimental para la determinación de la conductividad térmica de materiales sólidos para el Laboratorio de Procesos Químicos del Instituto Universitario de Tecnología “Alonso Gamero” (I.U.T.A.G.).

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Seleccionar el equipo en función de los materiales y posibilidad de traslado del mismo.

Especificar cada unas de las partes que conforman el equipo empleando para ello las normas ASTM C177-2004, ASTM C518-2004 y las Iram 11.559-1991.

Construir el equipo según las especificaciones obtenidas anteriormente.

Validar el equipo de conductividad térmica con materiales sólidos como lo es: Madera de Roble, Madera Pino y Concreto de fácil adquisición en el mercado cuya conductividad térmica sea conocida teóricamente, haciendo uso de la ley de Fourier y la ley de Ohm.

Cubriría la necesidad que existe en el laboratorio de procesos

químicos dándose la apertura que en la unidad curricular de

Operaciones Unitaria I, se puede llevar acabo la experiencia

práctica de transferencia de calor, quedando este equipo bajo la

coordinación absoluta del Departamento Académico de Química.

Podría ser utilizado por cualquier empresa e institución que

requiera de este equipo para realizar estudios de conductividad

térmica; pudiendo convertirse en un principio de apoyo que

ofrezca la institución y a la comunidad externa

La construcción de este equipo esta bajo las normativas ASTM C177-2004,

y las Iram 11.559-1991; estará a la disposición de todos los estudiantes de

Química y las otras carreras como Mecánica e Instrumentación Industrial y

de la comunidad Iutagista para así comprender el funcionamiento y afianzar

los conocimientos adquiridos en las aulas de clases.

Flores (2006): “Banco de Pruebas de Conductividad Térmica de

Materiales Aplicados en Edificaciones para la División de Ciencia e

Ingeniería, Universidad de Quintana Roo”

Martina y Colaboradores (2003) “Fabricación de un Equipo de Placa Caliente

para Determinación de la Conductividad Térmica Materiales. Uso Investigación

y Docencia – Facultad de Ingeniería- UNNE Argentina”

Pérez y Colaboradores (2002): “Desarrollo de un Prototipo para la

Caracterización Térmica de los Materiales de Construcción Regionales ”

Transferencia de la energía

Termodinámica.

Conductividad térmica.

Elaboración o diseños de modelos para la transferencia de calor

Proyecto Especial

Los trabajos de desarrollo de software, materiales de apoyo educativo, de desarrollo tecnológico tales como: prototipos, elaboración de modelos y productos tecnológicos en general. En todo caso, por muy novedoso que sea el enfoque utilizado, el trabajo debe incluir la fundamentación teórica y la descripción de la metodología empleada. Se entiende por investigación tecnológica, la constituida por un ámbito de producción de conocimiento tecnológico validado, que incluye tanto el producto cognitivos, teorías, tecnologías maquinarias, patentes y actividades que incluyen la validación de productos y conocimientos. Por innovación tecnológica se designa la incorporación del conocimiento científico y tecnológico, propio o ajeno, con el objeto de crear o modificar un proceso productivo, un artefacto, una máquina, para cumplir un fin valioso para una sociedad (p.6).

I.U.T.A.G (2004)

Fases de la Investigación

1: Placas calientes de 1: Placas calientes de aluminio aluminio 2: Calentador principal 2: Calentador principal

3: Muestras 3: Muestras 4: Placas frías de aluminio 4: Placas frías de aluminio 5: Aislante 5: Aislante 6: Disipador de calor6: Disipador de calor7: Termopares para medir 7: Termopares para medir temperatura de la temperatura de la superficie del equipo superficie del equipo 8: La zona de guarda8: La zona de guarda9: Ventiladores 9: Ventiladores 10: Panel de control 10: Panel de control (incluye indicadores de (incluye indicadores de voltaje, amperímetro y voltaje, amperímetro y switches de encendido y switches de encendido y apagado)apagado)

DIAGRAMA DEL EQUIPO EXPERIMENTAL CONSTRUIDO; PARA DIAGRAMA DEL EQUIPO EXPERIMENTAL CONSTRUIDO; PARA LA DETERMINACIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DE LA DETERMINACIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DE

DIFERENTES MATERIALES SÓLIDOSDIFERENTES MATERIALES SÓLIDOS

Voltaje

Volt

Amperaje

AmppotenciaWattsv

Pino Roble Concreto

Conductividad

ExperimentalWatts/m°K

Tpromedio

°K

Conductividad ExperimentalWatts/m°K

Tpromedio

°K

Conductividad

Experimental Watts/m°K

Tpromedi

o °K

4.5 0.25 1.125 1.22 303 0.61 305 1.21 304

7.5 0.4 3.75 1.63 307 0.82 308 1.07 308

9 0.5 5.4 1.22 308 0.82 311 4.83 311

12 0.6 9.6 0.56 311 2.61 314 1.93 315

15 0.8 15 0.65 317 2.17 316 1.43 321

24 1.4 33.6 1.66 320 4.06 320 3.61 324

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA EXPERIMENTAL PARA CADA UNO DE CONDUCTIVIDAD TÉRMICA EXPERIMENTAL PARA CADA UNO DE LOS MATERIALES ESTUDIADOS A LOS DIFERENTES VOLTAJESLOS MATERIALES ESTUDIADOS A LOS DIFERENTES VOLTAJES

Dorante.2008

COMPORTAMIENTO DE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DEL PINO A COMPORTAMIENTO DE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DEL PINO A DIFERENTES CORRIDASDIFERENTES CORRIDAS

Dorante.2008

COMPORTAMIENTO DE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DEL ROBLE COMPORTAMIENTO DE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DEL ROBLE A DIFERENTES CORRIDASA DIFERENTES CORRIDAS

Dorante.2008

Dorante.2008

COMPORTAMIENTO DE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DEL CONCRETO COMPORTAMIENTO DE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DEL CONCRETO A DIFERENTES CORRIDASA DIFERENTES CORRIDAS

Si se puede imaginar, lo puedes lograr .

Albert EinstenEl éxito esta compuesto por

un cinco por ciento de inspiración y un noventa y cinco por ciento de sudor.

Ralph Waldo Emerson

Muchas Gracias Coro; Febrero 2009