reporte de elaboracion de termopares

7/25/2019 Reporte de Elaboracion de Termopares

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TECNOLOGICO DE ESTUDIOSSUPERIORES DE ECATEPEC

DIVICION DE INGENIERIAQUIMICA Y BIOQUIMICA

FENOMENOS DE TRANSPORTE

Practica : CONSTRUCCION DETERMOPARES

LUNA HERNANDEZ CITLALIMOTA SILVA ANA MARIA

RODRIGUEZ LOPEZ ALEXANDERDANTE

SORIA FLORES MARIA FERNANDA

2 NOVIEMBRE 2!"#


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CONSTRUCCIN DE TERMOPARES

OBJETIVO GENERAL: Elaborar un termopar tipo K y hacer su curva decalibracin, demostrando que la temperatura genera una diferencia de voltajeasociada a una temperatura.

OBJETIVOS ESPECFICOS:

Usando un Restato, soldar por corto circuito el termopar tipo K

Elaborar la curva de calibracin midiendo el voltaje (m! en un mult"metro

con m"nimo # lecturas

INTRODUCCION

Un termopar es un termmetro queconsiste en dos metales (cobre yconstatan en este caso, termopar tipo $!unidos en la forma especificada en lafigura %. Este termmetro tiene dossoldaduras &sensores' y su ecuacin

termomtrica, en un intervalo peque)ode temperaturas, es*

E + ab-t

nde* E es la fuer/a electromotri/ delcircuito

-t* es la diferencia de temperaturas delas soldaduras. El origen de esta f.e.m.

es el efecto 0eebec1. 2ormalmente, la constante es cero y una de las soldadurasse coloca en el punto de hielo del agua (3 45!, por lo que la relacin termomtrica

queda E + b-t, con t la temperatura de la soldadura de medida.


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MARCO TEORICO

$6780 E $ER987:RE0*

58;RE < 5820$:2$:28 ($678 $!

Est=n formados por un alambre de cobre como conductor positivo y una aleacinde

>3? de cobre y @3? de n"quel como elemento conductor negativo. $iene un costorelativamente bajo, se utili/a para medir temperaturas bajo o 3 45. A como l"mitesuperior se puede considerar los #B3C 5, ya que el cobre se oDida violentamente apartir de los @33C 5.

6ERR8 < 5820$:2$:28 ($678 F !

En este tipo de junta el hierro es electropositivo y el constantano electronegativo.9ide temperaturas superiores que el anterior ya que el hierro empie/a a oDidarsea partir de los G33C 5. 2o se recomienda su uso en atmsfera donde eDistaoDigeno libre. $iene un costo muy bajo y esto permite que su utili/acin seagenerali/ada.

5R89EH < :HU9EH ($678 K!

Una aleacin de I3? de n"quel y %3? de cromo es el conductor positivo y unconductor compuesto de I@? de n"quel, J? de :luminio, #? de manganeso y %?de 0ilicio como elemento negativo. Este termopar puede medir temperaturas dehasta %J33C 5. Aa que el n"quel lo hace resistente a la oDidacin. 0e los utili/acon mucha frecuencia en los hornos de tratamientos trmicos. 0u costo esconsiderable lo que limita su utili/acin.

7H:$628 R868 < 7H:$628 ($678 R!

$ienen como conductor negativo un alambre de platino y como conductor positivouna aleacin de G? de platino con %#? de sodio. Este tipo de junta desarrolladaLltimamente con materiales de alta pure/a es capa/ de medir hasta %B33C 5 si se

utili/an las precauciones debidas.

0on muy resistentes a la oDidacin pero no se aconseja su aplicacin enatmsferas reductoras por su f=cil contaminacin con el hidrgeno y nitrgenoque modifican la respuesta del instrumento.


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7H:$628 R868 < 7H:$628 ( $678 0 !

El conductor positivo es una aleacin de I3? de platino y %3? de Rodio mientrasque conductor negativo es un alambre de platino. 0us caracter"sticas son casisimilares al termopar anterior con la diferencia que no puede usarse atemperaturas elevadas porque los metales no son de alta pure/a produciendoalteraciones de la lectura a partir de los %333C 5. en adelante.

98H6;E28 < RE268

Mue desarrollado recientemente y se utili/a para temperaturas inferiores a los%>B3C 5. 0e recomienda usarlos en atmsferas inertes, reductoras o vac"as ya

que el oD"geno destruye al termopar.

$U20$E28 < RE268

:l igual que el anterior fue recientemente creado y no tiene datos normali/ados detemperatura y mili voltajes. 7uede medir temperaturas de hasta J333C 5, eloD"geno y los cambios bruscos de temperaturas destruyen al termopar. Muncionanperfectamente en atmsferas reductoras e inertes si se los protege con fundacer=micas.

6R668 < 6R668 R868

7uede medir como m=Dimo J.333 45. 0u uso es recomendable en atmsferasoDidantes que contienen oDigeno libre. El idrgeno produce alteracionespermanentes en el termopar, reduciendo adem=s su vida Ltil.


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$U2N0$E28 < $U2N0$E28 RE268

$iene igual utili/acin que el tungsteno < renio con la Lnica diferencia que generamayor mili voltaje por grado. En la siguiente gr=fica se muestra el mili voltaje

generado por los termopares a diversas temperaturas de su junta caliente y consu junta fr"a a una temperatura de referencia de #JC M o 3 45.

Hos tipos de termopares los podemos identificar con un cdigo de colores, el cualvar"a dependiendo del pa"s del fabricante.

El efecto Seebeck

$homas F. 0eebec1 descubri que en un circuito formado por dos metalesdistintos homogneos, : y ;, con dos uniones a diferente temperatura, $ y $-$,aparece una corriente elctrica F, o bien, si se abre el circuito una fuer/a termoelectromotri/ (f.t.e.m.! E:;que depende de los metales utili/ados en la unin y dela diferencia de temperatura entre las dos uniones.


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Ha relacin entre la f.t.e.m., E:;, y la diferencia de temperaturas entre las uniones,$, define el coeficiente 0eebec1, O:;PRoQe, . 9. %IIB*

O:($! y O;($! son respectivamente las potencias termoelctricas absolutas de : y ;y son caracter"sticas de cada metal. En general, O:;no es constante, sino quedepende de la temperatura $.

El efecto Pelte!

El efecto 7eltier consiste en el enfriamiento o calentamiento de una unin entredos conductores distintos al pasar una corriente elctrica por ella y que dependeeDclusivamente de la composicin y temperatura de la unin. Ha potencia calor"fica

intercambiada en la unin entre : y ; es*

onde S:; es el llamado coeficiente 7eltier, que se define como el calorintercambiado en la unin por unidad de tiempo y de corriente que circula a travsde la misma*

F* flujo de corriente elctrica0* superficie$* temperatura absoluta (K!O:, O;* coeficiente 0eebec1 de los materiales : y ; respectivamente.

El efecto T"o#$%o&


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El efecto $homson consiste en la absorcin o liberacin de calor por parte de unconductor elctrico homogneo, con una distribucin de temperaturas nohomognea, por el que circula una corriente.

El flujo neto de potencia calor"fica por unidad de volumen, en un conductor deresistividad r, con un gradiente longitudinal de temperatura, por el que circula unadensidad de corriente F ser=*

onde T es el coeficiente $homson. El primer trmino corresponde al efecto Foule,

irreversible, mientras que el segundo eDpresa el efecto $homson, reversible.esarrollando esta eDpresin para obtener la relacin entre el coeficiente$homson y 0eebec1 y teniendo en cuenta las ecuaciones que rigen los efectos7eltier y 0eebec1, se llega a

uedando para la unin*


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PASO

4SEENCIENDEELREOSTATOYSEREGULAAL10%DELVOLTAJEDEENTRADACONRAPIDOSMOVIMIENTOSINTRODUCIRELTERMOPARENELVASO

DEPRECIPITADOHASTATOCARLEVEMENTELASUPERFICIEDELMERCURIO

PASO

5

ESTOPROVOCAUNCORTOCIRCUITOQUEPERMITESOLDARPORFUSIONDEMETALESDELTERMOPARLASOLDADURADEBESERSUFICIENTEMENTEFUERTEPARAEVITAR

QUESESEPARESILASALIDADEVOLTAJENOESSUFICIENTEAUMENTARPROGRESIVAMENTEHASTALOGRARLASOLDADURA

PASO

6UNAVEZSOLDADOELTERMOPARSECALIBRASOMETIENDOLAPUNTADEUNIONADISTINTASTEMPERATURASMIENTRASQUEELOTROETREMOSECONECTAACAIMANESALMULTIMETRO!

PASO1

IDENTIFICARLASPOLARIDADESDELOSALAMBRESDELTERMOPAR"#$"&$COLOCARLOSMISMOSENTRAMOSDELONGITUDDETERMINADAY

UNIRUNETREMO"#$CONUNETREMO"&$DOBLANDOLAPUNTALIGERAMENTEACADAPOLO

PASO' LOSOTROSETRREMOSSECONECTANCOMOUNOSOLOENUNPOLO

DECONTACTODESALIDADELREOSTATO

PASO(

ELOTROETREMOSESUMERGEENUNVASODEPRESIPITADOQUECONTENGACANTIDADESIGUALESDEMERCURIOYACEITEVEGETALELALAMBREDEBEESTARSUMERGIDOHASTAELMERCURIO

METODOLOG$A

LISTA DE MATERIAL A UTILIZAR

N% MATERIAL CANTIDAD


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" )*+,-./ . +/./-2 1

2 3+/2 . .677-+2 . 400 89 (

& 8*9-:8.-2 62, 62,.;72,./ < 6+78+,./ 1

8.6=.2 1

# /22-. *,73./+9 1' +,7992 62, ,*.> 1

( -.9+ . +/./-2 1

) -.8?8.-2 . 100@6 1

* */79./ . 1' A '

"! +9+8. . 62. 1 8 1

"" 1 8 . +9+8. . -.82+ -72 B

REACTIVOS

N% CARACTERISTICAS CANTIDAD

" A6.7-. 3.).-+9 100 89

" 8.6*72 100 89

" A)*+ ./-79++ 500 89

EQUIPO DE LABORATORIO

NO CARACTERISTICAS CANTIDAD

" R.?/-+-2 1


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"'$

"1$

En estas im=genes se muestra la forma de instalar el vaso con mercurio y la coneDin del

alambre de cobre al restato y as" obtener buenos resultados.

El video aqu" presente no se reproduce, reproducir el archivo de video adjunto.

En este video se muestra como se reali/a el corto circuito para soldar las dos puntas del

alambre para termopar tipo K y posteriormente pasar a calibracin.

En estas ilustraciones se est= reali/ando la calibracin de los termopares a diferentes

temperaturas, para as" lograr una curva de calibracin.

RESULTADOS E'PERIMENTALES


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V% V3.B 3 3.B % %.B J

3

%3

J3

#3

@3

B3

>3

G3

3

f(D! + J>.%>D #%.%JRW + %

G!(fc( )e c(lb!(c*& +Te!#o$(! ,-

#.

Te#$e!(t/!( +0C-

V%.B V% V3.B 3 3.B % %.B J

3

J3

@3

>3

3

%33

f(D! + JB.BID ##.%GRW + %

G!(fc( )e c(lb!(c*& +Te!#o$(! 1-

#.

Te#$e!(t/!( +0C-

m $emp. C5

V3.I %3

3. B@

%. GI

mv $emp. C5

V3. %3

3.G B3

%.B G3


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OBSERVACIONES

L2)+82/ 62,/-*7 +.6*++8.,-. 92/ -.82+./ 62, .9 8C-22 +976+2-28+,2 ., 6*.,-+ 9+/ ./.67D6+672,./ < .6+*672,./ /.E+9++/+,-.728.,-.!

A.8F/ G*. =+7.,2 62,/-*72 92/ -.82+./% /. 2-*37.2, +-2/.;.78.,-+9./ ++ 2-.,. *,+ )FD6+ . 6+97+67?, . 6++ *,2 . 92/

-.82+./!

CONCLUSIONES

S. 62,/-*

reporte de elaboracion de termopares

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