Diseño, construcción e implementación de un banco de pruebas, en estado estable, para superficies extendidas intercambiables, a utilizarse en el laboratorio de conversión de la energía

Abstract

El laboratorio de conversión de la energía de la universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE no dispone de un equipo que pueda realizar el análisis experimental de las superficies extendidas variando su geometría, siendo este equipo fundamental para el estudio de la transferencia de calor, por tanto, en el siguiente proyecto se desarrollará el diseño y construcción de un banco de pruebas en estado estable para superficies extendidas intercambiables de acero A36, que constará de los siguientes tipos de aletas: rectangular, cilíndrica, triangular y cónica e incluirá una tarjeta programable (Arduino) y la medición de las temperaturas será con termocuplas tipo K con un rango de temperaturas de 0°C - 400°C, para el diseño de las dimensiones de las aletas se toma como referencia la aleta de sección circular que tendrá 35 cm de longitud y 1 cm diámetro, manteniendo constante la longitud y el área superficial se determina las dimensiones de las otras superficies extendidas propuestas y para el calentamiento de la superficie extendida como fuente de generación de calor se utiliza una resistencia eléctrica. Se analiza el perfil de temperaturas en forma teórica, utilizando el método de resolución por diferencias finitas para todas las geometrías y se ocupa las ecuaciones ya determinadas para las aletas de sección constante, además se realizará el cálculo del calor disipado y la eficiencia de cada una de las mismas. Para la validación del banco de prueba se calcula el error relativo que se obtiene a partir del perfil de temperaturas teórico con los datos experimentales.