Diseño, construcción y validación de un dispositivo T-history para la evaluación del comportamiento térmico de materiales diversos

Abstract

El presente proyecto final de carrera contiene el diseño y construcción de un dispositivo experimental para aplicar el método T-history a materiales de grandes dimensiones y con forma definida. Se describen los detalles constructivos, de fabricación, parámetros a tener en cuenta y pasos a seguir para la realización del ensayo y para el posterior análisis de resultados. También se ha realizado un presupuesto detallado de la fabricación, y un estudio de sostenibilidad tanto para el proyecto como para cada ensayo realizado. Fundamentalmente el método se basa en la aplicación de un flujo térmico constante a dos probetas en contacto con un foco caliente, con el fin de obtener un gradiente de temperatura en dichas probetas. Mediante sondas en ambas probetas se registra la temperatura interna de los materiales. A partir de los datos obtenidos es posible evaluar la inercia térmica, y la variación de temperatura en función del tiempo de ensayo. El dispositivo experimental consta de un bloque de aislante exterior, en el que se colocan las dos probetas y la fuente de calor. Dentro de estas probetas se introducen sondas de temperatura tipo Pt-100, y se recogen los datos mediante hardware y software adecuado para ello. La fuente de calor se basa en una resistencia eléctrica que se conecta a una fuente de alimentación con el fin de regular la potencia térmica suministrada. Con el dispositivo experimental se pretende tener la historia térmica de un material no homogéneo y mediante comparación con un material homogéneo, determinar si la inclusión de materiales de cambio de fase (PCM) en el material de estudio resulta beneficiosa para aumentar la inercia térmica del material. También se realiza un presupuesto detallado de las materias primas, accesorios y energía necesarios para la fabricación del dispositivo, y de cada ensayo. Así como el estudio de la sostenibilidad, en el que se refleja el coste energético del proyecto.