Diseño y construcción de un equipo para el análisis de Transferencia de Calor por radiación y convección combinadas para el Laboratorio de Transferencia de Calor

Abstract

En el presente proyecto se diseña y construye un equipo para el estudio de la Transferencia de Calor por convección y radiación combinadas para el Laboratorio de Transferencia de Calor de la Facultad de Ingeniería Mecánica. En el primer capítulo se explican los fundamentos teóricos de los modos de Transferencia de Calor, los cuales son utilizados para la obtención de los modelos matemáticos para el diseño del equipo. En el segundo capítulo se presenta el desarrollo de los modelos matemáticos, para las condiciones de estado estable y estado transitorio, con las consideraciones y simplificaciones adecuadas para el planteamiento de los mismos. En el capítulo tercero se establece las variables y parámetros adecuados para la solución de los modelos matemáticos. Posteriormente, se resuelven las ecuaciones para el estado estable y transitorio mediante el uso del programa Wolfram Mathematica; y se muestran los resultados obtenidos. El cuarto capítulo describe los procesos de fabricación para los elementos que conforman el equipo. A continuación, se hace referencia al montaje de sus partes. Finalmente, se realiza un análisis de costos que se toman en cuenta para la realización y ejecución del proyecto. En el capítulo quinto se realizan las pruebas con el equipo, así como el análisis de los resultados y errores presentados entre los resultados teóricos y experimentales. Finalmente, se simula las condiciones de diseño en el programa de elementos finitos COMSOL 4.0. El sexto capítulo describe las conclusiones con respecto a los objetivos proyecto y las pruebas realizadas en el equipo. Además, se indican las recomendaciones para el montaje del equipo, su funcionamiento y el desarrollo de las prácticas. Finalmente se detalla la bibliografía consultada y en los anexos se incluyen: información de la materia prima y componentes para la construcción del equipo de laboratorio, propiedades de los materiales utilizados, modelado y cálculo en los programas informáticos, planos, hojas de procesos y guías de prácticas de laboratorio.