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8/18/2019 Informe-4-Medidor-de-Flujo-Thomas.docx

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Medidor de Flujos ThomasMauricio Alvarez, Miguel Cera, Cristian Orozco, Jose Solorzano, Yeins

Valdez

Laboratorio de Mecanica de FluidosUniversidad Del AtlanticoIngenieria Mecanica

Resumen

La práctica de laboratorio Medidor Thomas tiene como objetivos: manejar enforma práctica los conceptos relacionados con la transferencia calor!ca en gases

a trav"s de una resistencia el"ctrica# as como calcular la rata de $ujo de aire deun ducto para una rata de calor constante % diferentes lecturas en eltrasformador de velocidad del motor& 'l medidor Thomas calienta el $uidocuando este pasa por una resistencia el"ctrica (ue le trans!ere energa# as sefue variando la lectura del transformador comen)ando en *+ hasta llegar a,++observando (ue la temperatura del gas aument-& Todos los datos recopilados as como los cálculos reali)ados se presentan en el siguiente informe& Lasconclusiones a las (ue se lleg- se e.ponen al !nal&

Abstract

The lab Meter Thomas aims to: handle practicall% concepts related to the heattransfer gas through an electrical resistance # as /ell as calculate the $o/ rate of air from a duct for a rat constant heat and di0erent readings in the engine speedtransformer & Thomas meter heats the $uid as it passes through an electricresistance that transfers energ% # thus var%ing the reading /as startingtransformer *+ until a,++ noting that increased gas temperature & All datacollected and calculations are presented in the follo/ing report & The conclusions/ere reached e.posed at the end&

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1. Objetivos

Manejar en forma práctica los conceptos relacionados con la transferencia calor!caen gases a trav"s de una resistencia el"ctrica&

2alcular la rata de $ujo de aire atreves de un ducto para una rata de calor

constante % diferentes lecturas en el transformados de velocidad el motor& 3econocer cuales son los factores (ue afectan el $ujo de un gas por una tubera

2. Equipos y/o Materiales

Term-metros Fluido utili)ado: Aire

3. Temas Relacionados

Temperatura# rata de $ujo# voltaje# corriente&

. Marco Te!rico

.1. Escalas de Temperaturas

La escala de temperatura absoluta empleada por cient!cos e ingenieros en el4I5sistema internacional6 es la escala 7elvin# as# la escala 2elsius se relaciona conla escala 7elvin mediante:

−

'n el sistema U424 ha% dos escalas de temperatura adicionales# la escala 3an8ine %la escala Fahrenheit& La temperatura en grados 3an8ine 5936 se de!nearbitrariamente como ,& veces la temperatura en 8elvin& 1or tanto#

La escala en grados Fahrenheit se de!ne como#

−

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.2. Ecuaciones usadas en la e"periencia#

.2.1.1otencia 'l"ctrica:

Donde v# el voltaje e I# la intensidad de corriente&.2.2.Flujos volum"trico % másico:

De la ecuaci-n anterior tenemos (ue#

Q= Ecuacion3

Donde:< = Flujo volum"trico

= densidad del aire

= 2ambio de temperatura

De igual forma#

Donde:m = Flujo másico

= densidad del aire

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$. %ise&o E"perimental

Figura 1 - Medidor Thomas Figura 2 - Medidor Thomas

'. Mediciones

De la e.periencia se obtuvieron las siguientes mediciones:

(ecturadelTrans)ormador

*oltaje deResistencia+*,

AmperajedeResistencia+A,

Temperatura deentrada+-,

Temperatura dealida+-,

30 ,,> ,; ; ?+

3$ ,,> ,,# ; *@

0 ,,> ,,#@ ; *

$ ,,> ,; ; *

$0 ,,> ,,#@ ; *B

'0 ,,+#> ,,#@ ; *>

'$ ,,+#> ,,#@ ; *>

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0 ,,+ ,,#@ ; *?&>

$ ,,; ,,# ;#> *?

0 ,,; ,,# ; **

. Anlisis y discusi!n

2on las mediciones reali)adas anteriormente se reali)aron los cálculos para conocerlos valores rata de $ujo# $ujo másico % $ujo volum"tricoC para lo cual se hi)o uso delas ecuaciones %a mencionadas en el marco te-rico&

ρaire=1.24 3

C Aire =1,005

1ara la lectura del transformador ,#

Q=

,

1,29 Kg

3∗1,005

KJ ∗(313−301 ) K

=0,0887 seg

Q=0,0887 seg

∗60 seg

=5,3222 m

3

m=5,3222 ∗1,29 3 =6,86

1ara la lectura del transformador ;#

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Q=

1,357

seg

1,29 Kg

3∗1,005

KJ ∗(312−301 ) K

=0,0951 m3

seg

Q=0,0951 seg

∗60 seg

=5,71 m

3

m=5,71 ∗1,293 =7,364

De igual manera se reali)aron para las demás lecturas#

(ectura delTrans)ormador

%i)erenciadeTemperatura +-4,

5otenciael6ctrica+7 849/e:,

;lujo*olum6trico +< 8m3/min,

;lujomsico+m 84:/min,

30 ,; ,#*+ +#+ B#B

3$ ,, ,#*> +#+@>, #*B

0 ,+ ,#*B> +#,;B* @#

$ @ ,#*+ +#,,; @#,?

$0 ,#*B> +#,*,@ ,+#;+

'0 ,#*B> +#,>+ ,,#BB

'$ ,#*B> +#,>+ ,,#BB

0 B&> ,#*B> +#,B;* ,;#>B

$ >&> ,#*> +#,@+* ,?#;

0 > ,#*> +#;+@* ,B#,@

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=ra>cas#

+,+;+*+?+>+B+A+:+@+

Lec& Transformador Ds& 3ata de $ujo

3ata de $ujo

Lec& Transformador

De esta gra!ca se puede observar (ue entre más aumente la magnitud en eltransformador de velocidades# ma%or va ser el caudal producido# lo cual es correctopor(ue entre más $uido ingrese al sistema la velocidad de este es ma%or % por lotanto aumentara su caudal&

1reguntas:

1. ?


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Figura 3 - Anemómetro Térmico1

'ste tipo de anem-metros se utili)an especialmente en cabinas de $ujo laminar#control en salas blancas# (uir-fanos# % tambi"n en aplicaci-n en conductos derefrigeraci-n % aire acondicionado& Algunos modelos permiten además guardar losdatos en memoria % la lectura automática a intervalos seleccionables&

2. ?


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Figura 4 - De película Caliente2

Las frecuencias necesarias para medir el @+G de la energa cin"tica son del ordende los *H? )# los datos se reportan con una precisi-n apro.imada de +&+, cmEs& Losdatos recolectados se relacionan las velocidades de $ujo local en el gas& Dado su

pe(ueJo tamaJo en funci-n de la naturale)a delgada de la pelcula en algunasocasiones se puede pensar (ue el $uido (ue se maneja debe ser restringido encuanto el contenido de sedimentos&

3. ?


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Los anem-metro de termopar calentado emplean un sensor termopar formado porla uni-n de dos metales distintos (ue produce un voltaje 5efecto 4eebec86# (ue esfunci-n de la diferencia de temperatura entre uno de los e.tremos denominadoKpunto calienteK o uni-n caliente o de medida % el otro denominado Kpunto froK ouni-n fra o de referencia# cuando un caudal de aires pasa por el termopar# varia la

temperatura del termopar % el voltaje generado por el mismo&

. onclusiones y Recomendaciones

'l medidor Thomas es un dispositivo id-neo el $ujo de gases mediante lamedici-n práctica de variables de sencillo registro&

Los resultados indican una disminuci-n de la temperatura de salida a e.pensas deun aumento en el caudal del aire# dado por el cambio en la lectura deltransformador&

'l manejo de los conceptos relacionados con la transferencia de calor a trav"s deuna resistencia el"ctrica se facilita al trabajar con el medidor de Thomas %a (ue esun aparato didáctico % práctico para la comprobaci-n de los conocimientos básicos&4e recomienda:

'l laboratorio es un lugar para la formaci-n integral del estudiante# evite actos(ue puedan causar accidentes (ue atenten contra la integridad fsicapropia % de sus compaJeros# as como daJos al e(uipo e instalaciones&

o manipule partes del e(uipo sin la autori)aci-n previa o por recomendaci-n

del docente o asistente& Tenga cuidado al seJalar con sus manos u otros objetos elsistema volanteHpolea del motor ventilador& o colo(ue sus manos u otros objetosen las ranuras de entrada % salida del aire& 'n la parte posterior del e(uipo e.istentomas el"ctricas# no manipule estos circuitos&

Al terminar la e.periencia# deje el (uipo % sus alrededores en orden % aseoadecuado&

RE;EREBCA DCD(CO=R;CA

,& 23A'# divisi-n de ingeniera& FLUNO D' FLUIDO4 '

PLULA4#A22'4O3IO4 Q TUR'3SA4& Mcra/Hill : M".ico& ;,? p&;& F3AII# NosephC FI'MO3'# Nohn& M'2PI2A D' FLUIDO42OA1LI2A2IO'4 ' I'I'3IA& @ ed& Mcra/Hill : M".ico& >+* p&

1ágina ,+ de ,,


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*& MOTT# 3obert& M'2PI2A D' FLUIDO4 A1LI2ADA& ? ed& 1rentice all : M".ico&>,p&

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