Metodologia_aislantes
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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$n es4
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M1=E
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uon)amos adem+s que :1 debe tener un alor mnimo de 6Pa1/2 /
)r/cmA
%
Primer criterio de selecci$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%
/0/1023'AF0A:
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