Ensayo de conductividad térmica | 3/12 | UPV
Summary
TLDREste vídeo didáctico explica cómo determinar la conductividad térmica de materiales mediante un ensayo de laboratorio. Se utiliza un equipo Good WL 420, que aplica calor y enfriamiento en una probeta para medir su conductividad térmica. Se detallan los pasos, incluyendo la preparación de la probeta, el uso de termopares y el establecimiento de condiciones para medir la diferencia de temperaturas y el flujo de calor. Finalmente, se muestra cómo interpretar los datos para obtener la conductividad térmica, un factor crucial en aplicaciones de transferencia de calor.
Takeaways
- 🔍 El vídeo didáctico explica cómo determinar la conductividad térmica de los materiales mediante un ensayo de laboratorio.
- 🌡 La conductividad térmica es crucial en aplicaciones que involucran transferencia de calor, como intercambiadores y aislantes.
- 🔧 El ensayo de conductividad térmica se realiza utilizando un equipo de medición como el GOOD WL 420.
- 📏 Se emplean probetas de medida con orificios para colocar termopares, que miden la temperatura en distintos puntos.
- 🔩 El procedimiento incluye aplicar pasta térmica para mejorar el contacto entre la muestra y la plantilla.
- ⚙️ El equipo calcula la conductividad térmica (λ) a partir de la longitud de la probeta, la diferencia de temperaturas y el flujo de calor.
- 📊 Los resultados se observan en una gráfica que muestra la evolución de los datos de temperatura y conductividad térmica en función del tiempo.
- 🔋 La transferencia de calor en metales está controlada por el número de electrones excitados y su movilidad.
- 🛠️ En materiales no metálicos, la transferencia de calor se realiza a través de vibraciones de la red, ya que los electrones no son libres.
- ⏱️ Es necesario esperar a que los valores de temperatura se estabilicen para obtener los datos de conductividad térmica precisa.
Q & A
¿Qué es la conductividad térmica y por qué es importante?
-La conductividad térmica es la propiedad que determina la velocidad a la que el calor se transmite en un material sólido por conducción. Es muy importante en aplicaciones que involucran la transferencia de calor, como intercambiadores, pantallas aislantes y moldes de solidificación.
¿Cómo se determina la conductividad térmica en un ensayo de laboratorio?
-Se realiza mediante un ensayo donde se aplica calor en un extremo de una probeta y se enfría el otro extremo. Una vez alcanzado el estado estacionario, se obtiene la conductividad térmica a partir de la medida de la longitud, la diferencia de temperaturas y el flujo de calor.
¿Qué equipo se utiliza para medir la conductividad térmica en el ensayo mencionado?
-Se utiliza un equipo de medición modelo GOOD WL-420, que aplica calor en un extremo de la probeta y enfrío en el otro para medir la conductividad térmica.
¿Qué son las probetas de medida y cómo se colocan en el ensayo?
-Las probetas de medida son muestras de material que se utilizan en el ensayo. Se colocan en la plataforma del equipo de medición, asegurándose de que los orificios para los termopares estén alineados correctamente y se aplique pasta térmica para un buen contacto.
¿Qué son los termopares y cómo se utilizan en el ensayo?
-Los termopares son instrumentos que miden la temperatura. En el ensayo, se colocan en los orificios de la probeta para medir la temperatura en distintos puntos y así calcular la diferencia de temperaturas necesaria para determinar la conductividad térmica.
¿Qué es la temperatura TH y TC en el contexto del ensayo?
-TH es la temperatura del foco caliente, situada en la parte superior de la probeta, y TC es la temperatura del foco frío, en la parte inferior. La diferencia entre TH y TC se utiliza para calcular la conductividad térmica.
¿Cómo se establece un buen contacto térmico entre la probeta y el equipo de medición?
-Se aplica pasta térmica en ambas caras de la probeta para mejorar el contacto con la plantilla del equipo de medición.
¿Qué significa 'tarar' los termopares y cómo se realiza?
-'Tarar' los termopares significa calibrarlos para que midan la misma temperatura inicial. Se realiza juntándolos y asegurándose de que muestren la misma temperatura antes de colocarlos en la probeta.
¿Cuál es el objetivo de calentar una parte de la probeta y enfriar la otra en el ensayo?
-El objetivo es crear un gradiente de temperatura a lo largo de la probeta, lo que permite medir la cantidad de calor transmitido y, en consecuencia, calcular la conductividad térmica del material.
¿Cómo se determina la potencia de calentamiento y enfriamiento en el ensayo?
-La potencia de calentamiento y enfriamiento se define en porcentaje en el software de control del equipo. Estos valores varían dependiendo del material que se está midiendo y se ajustan para lograr un estado estacionario en el cual se puede medir la conductividad térmica.
¿Qué datos se esperan estabilizar antes de obtener los resultados de conductividad térmica?
-Se esperan que los valores de temperatura en el foco caliente (TH) y en el foco frío (TC), así como la diferencia de temperaturas (ΔT), se estabilicen antes de considerar los datos de conductividad térmica como válidos.
Outlines
🔬 Determinación de la Conductividad Térmica
Este vídeo didáctico explica cómo medir la conductividad térmica de materiales mediante un ensayo de laboratorio. Se describe el proceso, el equipo necesario y el protocolo a seguir. La conductividad térmica es crucial en aplicaciones de transferencia de calor, como intercambiadores y aislantes. Se utiliza el equipo Good WL-420, que aplica calor y enfriamiento en una probeta para medir su conductividad. Se detallan los pasos para preparar la probeta de cobre, aplicar pasta térmica, colocar los termopares y configurar el software para medir la temperatura y calcular la conductividad.
🔧 Procedimiento Experimental y Análisis de Datos
Seguidamente, se describe el procedimiento experimental para medir la conductividad térmica, incluyendo la configuración de potencias de calentamiento y enfriamiento, y la introducción de datos en el software. Se explica cómo se calcula la diferencia de temperatura entre los focos calientes y fríos, y cómo se determina la conductividad térmica (lambda) en vatios por metro. El vídeo también muestra cómo se espera a que los valores se estabilicen para obtener los datos precisos de conductividad. Finalmente, se resume el contenido del vídeo, destacando los aspectos clave del ensayo de conductividad térmica.
Mindmap
Keywords
💡Conductividad térmica
💡Ensayo de laboratorio
💡Equipo de medición
💡Termopares
💡Pasta térmica
💡Calentamiento y enfriamiento
💡Estado estacionario
💡Diferencia de temperaturas
💡Flujo de calor
💡Lambda (λ)
Highlights
Conductividad térmica es la propiedad que determina la velocidad a la que el calor se transmite en un material sólido.
Es un factor importante en aplicaciones que involucran la transferencia de calor como intercambiadores, pantallas aislantes, moldes de solidificación.
La transferencia de calor en metales está controlada por los electrones excitados y su movilidad.
En materiales no metálicos, la transferencia de calor se realiza mediante vibraciones de la red.
Para realizar la práctica se utiliza un equipo de medición GOOD WL 420.
El equipo aplica calor en un extremo de la probeta y enfríamiento en el extremo opuesto.
La conductividad térmica se obtiene a partir de la medida de la longitud, la diferencia de temperaturas y el flujo de calor.
Se emplean termopares para medir la temperatura en distintos puntos.
La probeta de cobre tiene 30 mm de longitud y 20 milímetros de diámetro.
Se colocan termopares en orificios separados 20 milímetros para medir la temperatura.
Se aplica pasta térmica para mejorar el contacto con la plantilla.
El calentamiento se aplica en la parte superior y el enfriamiento en la parte inferior de la probeta.
El software de control muestra la temperatura del tercer termopar, la de la xara, y las de los termopares 1 y 2.
Los termopares deben estar parados antes de colocarlos en su sitio.
Se debe esperar a que los valores de temperatura se estabilicen para obtener los datos de conductividad térmica.
El equipo calculará la diferencia de temperaturas y el flujo de calor para determinar la conductividad térmica (lambda).
La conductividad térmica se mide en vatios por metro k (W/m·K).
El procedimiento experimental se realiza siguiendo un protocolo específico para obtener resultados precisos.
El vídeo didáctico explica cómo realizar el ensayo de conductividad térmica, qué equipo se emplea y qué protocolo se sigue.
Transcripts
bienvenidos a este vídeo didáctico en el
que vamos a ver cómo se determina la
conductividad térmica de los materiales
a partir de un ensayo de laboratorio
veremos cómo se realiza el ensayo de
conductividad térmica en qué consiste
que equipo se emplea como son las
probetas de medida y qué protocolo hay
que seguir
la conductividad térmica acá es la
propiedad qué determina la velocidad a
la que el calor se transmite en un
material sólido por conducción es un
factor muy importante en aplicaciones
que involucran la transferencia de calor
como pueden ser intercambiadores
pantallas aislantes moldes de
solidificación
la transferencia de calor que a través
de un área debido a un gradiente de
temperatura sigue la fórmula que podéis
ver
en los metales la transferencia de calor
está controlada por los mismos factores
que la conducción eléctrica es decir el
número de electrones excitados y su
movilidad sin embargo en materiales no
metálicos los electrones no son libres
por lo que la transferencia de calor se
realiza mediante vibraciones de la red
en ambos casos la cantidad de energía
transmitida depende de la temperatura
para realizar la práctica vamos a
utilizar un equipo de medición good wl
420 el equipo aplica calor en un extremo
de la probeta mientras se enfría el
extremo opuesto de esta manera una vez
alcanzado el estado estacionario se
puede obtener la conductividad térmica
del material a partir de la medida de la
longitud la diferencia de temperaturas y
el flujo de calor para ello se basará en
el empleo de termo pares que nos darán
la medida de la temperatura en distintos
puntos
vamos a ver cómo se realiza el
procedimiento experimental
la medida la realizaremos sobre una
probeta de cobre
esta probeta tiene 30 mm de longitud y
20 milímetros de diámetro
dispone de dos orificios separados 20
milímetros donde irán colocados los
termo pares
lo primero que tenemos que hacer es
poner pasta térmica en ambas caras
de esta manera tendremos un buen
contacto con la plantilla
cuando coloquemos la muestra tenemos que
tener en cuenta de dejar los orificios
hacia la derecha para poder colocar
después los termo pares
subimos la plataforma colocamos la
muestra y la giramos para distribuir
perfectamente la pasta térmica
en la parte superior de la pensión se
aplicará el calentamiento mientras que
la parte inferior se aplicará el
enfriamiento
ahora tenemos que colocarlos termopares
uno irá en el orificio inferior jot en
el orificio superior
el equipo cuenta con otro termo par
adicional que nos mide la temperatura de
la sala
antes de colocarlos tenemos que
asegurarnos de que están parados
para ello nos vamos a las pantallas de
control
vemos que nos muestran la temperatura
del tercer termopar la de la xara la de
la temperatura del termo par 1 y la
temperatura del termo par 2
en este momento todos los termopares
deberían marcar la misma temperatura de
no ser así es necesario tenerlos para
ello juntamos las puntas de los
termopares 30 segundos
y transcurrido ese tiempo vamos al
software de control y damos a la tecla
tara
ahora que todos los termopares miren la
misma temperatura colocamos cada termo
par en su sitio
nos vamos al software de control
aquí podemos ver una reproducción de la
celda peltier donde hemos colocado la
muestra
en la parte superior tendremos que
decidir la potencia de calentamiento que
vamos a utilizar
el valor lo tendremos que poner en
porcentaje
en la parte inferior tenemos que definir
la potencia del enfriamiento
debemos incluir también las dimensiones
de la muestra en realidad debemos
incluir las dimensiones de separación de
los dos termales
en este caso esa separación era de 20
milímetros
si nos fijamos vemos una temperatura
llamada th esta es la temperatura del
foco caliente la de la parte superior
vemos otra temperatura tc que es la del
foco frío
esta está situada en la zona inferior
el equipo calculará en todo momento la
diferencia de esas dos temperaturas la
el top la del foco frío y la del foco
caliente dándonos del cadete
de esta manera el equipo calculará el
valor de landa landa es lo que nosotros
hemos definido como k la conductividad
térmica del material medida en vatios
partido metro porque el bien
una vez introducido todos los datos en
la gráfica adjunta podemos observar la
evolución de los datos de 1 t 2 del
tablet e irlanda en función del tiempo
tendremos que esperar hasta que los
valores se estabilicen para obtener los
datos de conductividad térmica del
material
para poner en funcionamiento el equipo y
que empiece a tomar datos
tendremos que dar los valores de
potencia de calentamiento y enfriamiento
estos datos van a depender del material
que vayamos a medir
en este caso vamos a utilizar una
potencia del 80 por ciento
en el foco superior
en el momento que lo introducimos vemos
como la temperatura del foco caliente
comienza a subir
al poco frío le vamos a dar una potencia
del cien por cien
cuando introducimos el valor vemos como
la temperatura del foco frío comienza a
bajar
ahora tendremos que esperar a que se
estabilice en estos valores en la
gráfica para poder dar el valor del
resultado de lambda es decir de la
conductividad térmica del material
en este vídeo didáctico hemos visto cómo
se realiza el ensayo de conductividad
térmica qué equipo se emplea como son
las probetas de medida y qué protocolo
hay que seguir
Weitere ähnliche Videos ansehen
La Conducción del Calor y su Aprovechamiento
Conducción🌡️, Convección💨 y Radiación☀️ (definiciones y diferencias)
TLS-100 Medidor de conductividad térmica portátil
THW L2 CONDUCTIVIDAD TERMICA EN LIQUIDOS, PASTAS, ACEITES,...
Procesos de Transferencia de Calor - Conducción, Convección y Radiación
Laboratorio N°4 Propiedades químicas
5.0 / 5 (0 votes)