Conclusiones

A partir de los resultados obtenidos en las simulaciones térmicas realizadas se pueden deducir las siguientes conclusiones:

  • La conductividad térmica del material a estudiar determina claramente la magnitud del gradiente térmico que se puede esperar en la muestra.
  • Los gradientes térmicos en la muestra son mayores a bajas temperaturas de trabajo.
  • Las diferencias de temperatura en la muestra disminuyen a medida que aumenta la temperatura de funcionamiento.
  • Esto es debido a la dependencia de la conductividad térmica de la alúmina con la temperatura, que disminuye a medida que la temperatura aumenta, sobre todo por encima de los 400ºC.
  • A partir de un cierto valor de potencia aportada por el cilindro calefactor (entre 150 y 200 W) el gradiente térmico de la muestra aumenta ligeramente. La causa de este fenómeno es la inversión de la distribución térmica de la muestra, que se va volviendo simétrica a medida que aumenta la temperatura hasta que se invierte, punto en el que el gradiente empieza a aumentar.

Modificar la geometría del tubo de alúmina
del soporte tiene un efecto positivo notable sobre el
comportamiento térmico de la muestra.

  • El nuevo soporte de alúmina minimiza el valor del gradiente térmico de la muestra. Las mayores reducciones porcentuales del gradiente se dan entre los 75 W y los 150 W generados por el cilindro y los valores máximos son los mostrados en la tabla siguiente:
\boldsymbol{\lambda}_{\mathbf{muestra}} [W/m·K] 2 20 100
Reducción ΔT [%] 69% 77% 80%
  • Por otro lado, las mayores reducciones absolutas del gradiente térmico de la muestra se dan a bajas temperaturas de trabajo. Los valores máximos de reducciones absolutas del gradiente son los mostrados en la tabla siguiente:
\boldsymbol{\lambda}_{\mathbf{muestra}} [W/m·K] 2 20 100
Reducción ΔT [ºC] 16,65 6,35 1,71

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