Metodologia_aislantes

7/24/2019 Metodologia_aislantes

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Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE

Extensin Latacunga

Nombre: NelsonFernndez

Materia:Transferencia de Calor I Carrera:Petroqumica

Nivel: 5 A Perodo acadmico:Octubre

Febrero 2016

Fecha:16/02/2015

TMA: Diferentes metodologas para la seleccin de diferentesaislantes trmicos

l !roblema del dise"o # selecci$n de materiales

A!licaci$n: se debe cumlir unas funciones esec!cas es decir quematerial cumle dic"as funciones # de todos aquellos que las cumlen cual

es el $timo%

& este roceso se le llama dise'o # selecci$n de materiales # e(istenmetodolo)as esec!cas ara oder reali*ar la selecci$n de forma

sistem+tica%

,l n-mero de materiales disonibles es enorme. metales cer+micas

l+sticos # comuestos conforman un asto men- entre 50%000 # 100%000

materiales que est+n a disosici$n de las ersonas que dise'an ob3etos e

instrumentos%

,l roceso consta de tres etaas4

e!nici$n de requerimientos ara la alicaci$n considerada% C+lculo del ndice o ndices de material ara la alicaci$n% elecci$n del material usando el ndice de material # los maas de

selecci$n de materiales%

%& 'e()erimientos


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Requerimientos cientco-tecnolgicos: 7equerimientos esec!cos debe

cumlir el material4 Car)as temeraturas condiciones atmosf8ricas

conductiidades t8rmicas # el8ctricas requeridas asecto suer!cial etc%

Requerimientos econmicos: Coste or unidad de eso o olumen su

imortancia deende del sector en el que est8% e debe tener en cuentacoste de la materia rima del roceso de fabricaci$n # del transorte%

Requerimientos socio-ecolgicos: Aspectos medioambientales se)uridad

normatia esec!ca reciclabilidad biode)radabilidad etc%

*& +ndice de material !ara )n aislante trmico de ba,o coste

7equerimientos cient!co9tecnol$)icos # econ$micos de dise'o ara un

aislante t8rmico barato%

:aterial aislante con forma de araleleedo de secci$n & # esesor

"% e debe lo)rar que el ;u3o de calor < a tra8s del material sea

inferior a un alor determinado


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Por lo que ara minimi*ar el costo del material se deber+ ma(imi*ar el

ndice : de material

M= 1

Cm

Ejemplo de ndices de materiales (determinados usando procedimientos

anlogos a los de los ejemplos preios!

-& Ma!as de selecci$n de materialesEl mapa mdulo de "oung ersus densidad

e trata de un esquema )r+!co que ermite condensar una )ran

cantidad de informaci$n en una forma accesible # sencilla # que

adem+s ermite establecer correlaciones entre roiedades%


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?os datos que aarecen reresentados ara los distintos tios de

materiales ele)idos ocuan esacios searados en el dia)rama%

i se esco)en los e3es # las escalas de la !)ura en manera adecuada

se uede utili*ar el dia)rama ara obtener informaci$n adicional4

R=ElogE=log+logR

&s !3ado un alor ara la ri)ide* esec!ca 7@71 o 7@72 esta

ecuaci$n reresenta en el maa una lnea recta de endiente 1 #

ordenada en el ori)en lo) 71o lo) 72% ,s decir todos los materiales

que son tocados or la recta tienen la misma ri)ide*%

El mapa e#pansin trmica ($! ersus conductiidad trmica (%!

&l i)ual que en el maa reio cada familia de materiales se sit-a en

re)iones concretas del maa% ,(iste una correlaci$n entre ambas ma)nitudes se)-n la cual un

aumento en la conductiidad t8rmica est+ en )eneral li)ado a unareducci$n en el coe!ciente de e(ansi$n% ?os olmeros resentan e(ansiones t8rmicas aro(imadamente 10

eces ma#ores que los de los metales # 100 eces sueriores a las de

las cer+micas% ?os materiales comuestos aunque en muc"os casos

se fabriquen a artir de matrices olim8ricas ueden tener alores

ba3os de la e(ansi$n t8rmica debido al eque'o coe!ciente de

e(ansi$n del refuer*o% ,n cuanto a los alores de la conductiidad t8rmica se obsera que se

e(anden a lo lar)o de cinco d8cadas% ?os materiales de ma#or

conductiidad son en )eneral los metales se)uido de las cer+micas

materiales comuestos # olmeros% ?os me3ores aislantes t8rmicos


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son los materiales

orosos en los que la

caacidad aislante se

debe al )as contenido en

sus celdas%

Eleccin de los materiales a

partir del ndice de material &

de los mapas de seleccin de

materiales'

:ateriales con ma#or ndice de materialE

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que A # ma#or m$dulo de

Boun) de 100 Pa%

.& ,em!los de selecci$n de materiales

7equerimientos cient!co9tecnol$)icos # econ$micos ara alicaciones delsector del transorte% :ateriales r)idos # li)eros%

:aterial r)ido car)ado en ;e(i$n de lon)itud l eseci!cada% ,l

material debe tener una ri)ide* suerior a un alor de!nido% e debe minimi*ar la masa%

,l costo debe ser lo menor osible CD 10 euros/E)%

?a tenacidad debe suerar un alor lmite A0 EG/m2%

,l rimer ndice de material ara esta alicaci$n es4


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M1=E

1/2

uon)amos adem+s que :1 debe tener un alor mnimo de 6Pa1/2 /

)r/cmA

%

Primer criterio de selecci$n ndice :1

Diagrama mostrando el segundo criterio de seleccin referente a la

tenacidad & precio

,l -nico material que cumle los requerimientos es el CF7H% ?a madera cumle todos los requisitos menos el de tenacidad%

,l C7FC cumle t8cnicamente ero su recio es demasiados eleado%

,l iC no cumle orque es oco tena* cer+mica # caro%

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