TERMODINÁMICA – TRANSFERENCIA DE CALOR

Se puede entender que todos los renglones de la industria en sus diferentes campos utilizan y aplican ciencias térmicas en sus diversos procesos, por esto son fundamentales en la Ingeniería como referente para la conceptualización de diferentes procesos de la industria en los cuales se utilizan principios de combustión, enfriamiento, uso de vapor o cadenas de frio. Acá presentamos los contenidos didácticos de algunas alternativas de equipos que le permitirán a los estudiantes prepararse para su llegada a la industria:

Conducción de calor en metales- WL 420 

Ensayos:

• Descripción del transcurso del tiempo hasta alcanzar el estado estacionario
• Cálculo de la conductividad térmica λ de diferentes metales
• Cálculo de la resistencia térmica de la probeta
• Transferencia de calor de diversas probetas conectadas en serie
• Influencia de la longitud de la probeta en la transferencia de calor

Conducción de calor y convección- WL 430 

Ensayos:

• Influencia de la conducción de calor y la convección sobre la transferencia de calor
• Influencia de la convección natural y forzada sobre la transferencia de calor
• Cálculo de las transferencias de calor convectivas
• Influencia de diversos materiales sobre la conducción de calor
• Influencia de la longitud de probeta sobre la transferencia de calor

Convección libre y forzada- WL 440 

Ensayos:

• Convección libre y forzada
• Cálculo de transferencias de calor convectivas en diferentes formas geométricas
  • Placa plana
  • Cilindro
  • Haz de tubos
• Determinación experimental del número de Nusselt
• Cálculo de las variables características de la transferencia de calor
  • Número de Nusselt
  • Número de Reynolds
• Estudio de la relación entre la formación de flujo y la transferencia de calor durante el ensayo
• Descripción del proceso no estacionario de calentamiento

Transferencia de calor por radiación- WL 460 

Ensayos:

• Comprobar la ley de la distancia de Lambert
• Comprobar la ley de Stefan-Boltzmann
• Comprobar la ley de Kirchhoff
• Análisis del comportamiento no estacionario
• Elaboración de balances de potencia
• Creación de diagramas logarítmicos

Convección y radiación- WL 377 

• Ensayos en vacío
  • Transferencia de calor por radiación
  • Determinación del coeficiente de radiación
• Ensayos bajo presión ambiental o sobrepresión
  • Transferencia de calor por convección y radiación
  • Determinación de la cantidad de calor transferida por convección
  • Determinación del coeficiente de transferencia de calor a partir de valores de medición
  • Determinación teórica del coeficiente de transferencia de calor a través del número de Nusselt
  • Comparación de la transferencia de calor en distintos gases

Presión de vapor del agua- WL 204

• Ensayos:
  • Registro de la curva de vapor de agua
  • Representación de la relación entre presión y temperatura en un sistema cerrado
  • Medición de la presión y la temperatura

Proceso de evaporación- WL 210 

• Ensayos:
  • Observación de los tipos de flujo típicos de la evaporación
    • Flujo monofásico de líquido
    • Ebullición subenfriada
    • Flujo de burbujas en émbolo
    • Flujo anular
    • Ebullición en película
    • Flujo disperso
    • Flujo monofásico de vapor
    • Vapor húmedo
  • Estudio de los efectos el proceso de evaporación:
    • Caudal
    • Temperatura
    • Presión

Proceso de ebullición- WL 220 

Ensayos:

• Visualización de diversos regímenes de ebullición
  • Ebullición por convección libre
  • Ebullición nucleada
  • Ebullición pelicular
• Transferencia de calor
• Influencia de la temperatura y la presión en el proceso de evaporación

Proceso de condensación- WL 230 

Ensayos:

• Condensación en gotas y en película
• Determinación del coeficiente de transferencia de calor
• Influencia de la presión, la temperatura y los gases no condensables en el coeficiente de transferencia de calor

Conducción de calor en fluidos- WL 422 

Ensayos:

• Conducción de calor estacionaria en gases y líquidos:
  • Determinación de la resistencia térmica de los fluidos
  • Determinación de conductividades térmicas k para fluidos diferentes con distintas temperaturas
• Conducción de calor no estacionaria en fluidos:
  • Interpretación de los estados no estacionarios durante el calentamiento y la refrigeración
  • Introducción a la conducción de calor no estacionaria por medio del modelo de la capacidad de bloque

Unidad de alimentación para cambiadores de calor- WL110 

Con este equipo de ensayo se estudian y comparan diferentes modelos de cambiadores de calor. El montaje experimental completo consta de dos elementos principales: WL 110 como unidad de alimentación y mando y un cambiador de calor opcional.

Ensayos:

• Junto con un cambiador de calor (WL 110.01 a WL 110.04) registrar curvas de temperatura
• Determinar coeficientes de transferencia de calor
• Comparar diversos tipos de cambiadores de calor

Cambiador de calor de tubos concéntricos- WL 110.01

Ensayos:

• Funcionamiento y comportamiento de un cambiador de calor de tubos concéntricos
• Registro de curvas de temperatura:
• En flujo paralelo
• En flujo a contracorriente
• Determinación de coeficientes globales de transferencia de calor medios
• Comparación con otros tipos de cambiadores de calor

Cambiador de calor de placas- WL 110.02

Ensayos:

• Funcionamiento y comportamiento de un cambiador de calor de tubos concéntricos
• Registro de curvas de temperatura:
• En flujo paralelo
• En flujo a contracorriente
• Determinación de coeficientes globales de transferencia de calor medios
• Comparación con otros tipos de cambiadores de calor

Cambiador de calor de carcasa y tubos- WL 110.03

Ensayos:

• Funcionamiento y comportamiento de un cambiador de calor de carcasa y tubos
• Registro de curvas de temperatura:
• En flujo paralelo cruzado
• En flujo de contracorriente cruzado
• Determinación de coeficientes globales de transferencia de calor medios
• Comparación con otros tipos de cambiadores de calor

Depósito de agitación con doble camisa y serpentín- WL 110.04

Ensayos:

• Funcionamiento y comportamiento de un depósito de agitación con doble camisa y serpentín
• Registro de curvas del tiempo:
• Operación de calefacción con camisa
• Operación de calefacción con serpentín
• Influencia de un mecanismo de agitación
• Comparación con otros tipos de cambiadores de calor

Torre de refrigeración por vía húmeda- WL 320 

Ensayos:

• Fundamentos termodinámicos de la torre de refrigeración por vía húmeda
• Cambios de estado del aire en un diagrama h-x
• Determinación de la potencia frigorífica
• Balances energéticos
• Cálculo de parámetros de proceso como distancia límite de refrigeración, anchura de la zona de refrigeración, etc.
• Junto con las columnas de refrigeración WL 320.01 a WL 320.04
• Comparación de diferentes instalaciones de rociado

Transferencia de calor en el cambiador de calor de tubos concéntricos- WL 302  

Ensayos:

• Registrar curvas de temperatura
• En el modo de flujo paralelo
• En el modo de flujo a contracorriente
• Determinar el flujo térmico medio para el modo de flujo paralelo y el modo de flujo a contracorriente
• Determinar el coeficiente global de transferencia de calor medio