Equipo didáctico térmico de transferencia de calor por convección forzada TD1
TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN FORZADA
Un conocimiento básico de la teoría de la transferencia de calor por convección forzada es valioso en muchos campos de la ingeniería, especialmente en el diseño de intercambiadores de calor. El aparato de transferencia de calor por convección forzada permite a los estudiantes examinar la teoría y las fórmulas asociadas relacionadas con la convección forzada en tuberías.
Es un marco que sostiene un ventilador accionado por motor, tuberías y panel de instrumentación. También tiene una gran superficie de trabajo para comodidad de los estudiantes.
El ventilador funciona a una velocidad constante y aspira aire a través de una válvula de control. Luego, el aire se mueve hacia un tubo en forma de u. Una placa de orificio en la tubería se conecta a un manómetro en el panel de instrumentos para medir la tasa de flujo de aire. Un manómetro más grande en el panel de instrumentos mide la caída de presión del ventilador.
El tubo en forma de U se conecta a un "tubo de prueba" de cobre aislado y calentado eléctricamente de menor diámetro. Los estudiantes controlan la entrada de energía al calentador de la tubería de prueba usando un transformador variable, mientras toman nota de la energía usando la instrumentación en el panel. La tubería de prueba descarga a la atmósfera.
Las tomas de presión en cada extremo de la tubería de prueba se conectan a un manómetro en el panel de instrumentos para medir la caída de presión en la longitud de la prueba. Un termómetro mide la temperatura del aire en la entrada de la tubería de prueba. Los termopares miden la temperatura en varios puntos a lo largo de la pared del tubo de prueba. Otros termopares miden la temperatura en varios puntos dentro del aislamiento de la tubería de prueba. Los estudiantes usan un indicador digital en el panel de instrumentos para mostrar las lecturas de temperatura del termopar.
Para evitar el sobrecalentamiento, un arrancador de motor, un aislador y un bloqueo de seguridad evitan que el calentador funcione a menos que haya un flujo de aire adecuado.
El panel de instrumentación también incluye un manómetro que se conecta a un conjunto transversal de tubo de Pitot para medir el perfil de velocidad a través de la tubería de prueba.
LOS RESULTADOS DEL APRENDIZAJE
• Derivación del valor del número de Nusselt (Nu) y comparación con la fórmula empírica
• Cálculo del coeficiente de transferencia de calor local (h)
• Determinación del número de Stanton (St)
• Cálculo del factor de fricción (f) y comparación con el valor experimental
• Determinación de la validez de la Analogía de Reynolds para el aire
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