Browsing by Author "Cabello Moraga, Jorge Enrique"
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Thesis Diseño y evaluación de un prototipo de lecho empacado para la medición de temperatura como base para futuras investigaciones sobre resistencia térmica de contacto(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Cabello Moraga, Jorge Enrique; Barraza Vicencio, Rodrigo Sebastián; Departamento de Ingeniería Mecánica; Estay Barrientos, Danilo AlejandroEl presente trabajo tuvo como objetivo diseñar y construir un prototipo de lecho empacado para la medición de temperatura, con el propósito de servir como herramienta para futuras investigaciones sobre resistencia térmica de contacto. Se realizó una revisión bibliográfica y un análisis teórico de los mecanismos de transferencia de calor en lechos empacados, identificando conducción, convección natural y forzada, y radiación, así como la influencia de la resistencia térmica de contacto, la rugosidad superficial, la fuerza de compresión y el traslape entre partículas. Posteriormente, se llevaron a cabo simulaciones numéricas en una y dos dimensiones para predecir el comportamiento térmico de lecho y definir las dimensiones y características del prototipo a escala mínima. El prototipo construido incorporó esferas de acero inoxidable 304 y aluminio 1060, instrumentadas con termopares tipo K y un sistema de adquisición basado en Arduino Uno con módulos MAX6675. Las simulaciones permitieron validar la hipótesis de isotermicidad de las esferas y evidenciaron el efecto pared, justificando la inclusión de aislamiento. Los resultados experimentales mostraron que el aluminio alcanzó temperaturas más altas y se calentó más rápido que el acero, coherente con su mayor conductividad térmica. Asimismo, el ajuste del traslape en el modelo permitió reproducir tasas de calentamiento más realistas y reflejar fenómenos no modelados explícitamente, confirmando que la resistencia térmica de contacto es un factor determinante. En conclusión, el prototipo demostró ser una herramienta valida para evaluar la transferencia de calor en lechos empacados, proporcionando información esencial para la calibración de modelos numéricos y estableciendo las bases para futuras investigaciones experimentales y mejoras en la caracterización de la resistencia térmica de contacto.