Guía para la Prueba en el campo de ebullición de agua

Equipo para la prueba en campo de ebullición de agua
a.
b.
c.
d.
e.
f.

Balanza
Termómetro digital sumergibles
Ollas de prueba
Instrumento de madera para sujetar la
sonda de termómetro en el agua
Pequeña espatula para remover el
carbón de la estufa
g. Pinzas para manipular el carbón
h. Olla de metal para contener el carbón
mientras se pesa
i. Guantes resistentes al calor
j. 1 bulto de madera de 3 kg, secada al aire.

I.

Introducción

Esta prueba brinda al diseñador de estufas datos fiables sobre el comportamiento de
diferentes modelos de estufas de leña. La prueba consiste en tres fases que
determinan la capacidad de la estufa en: 1) hervir agua desde un punto de inicio frío;
2) hervir agua cuando la estufa esta caliente; y 3) mantener el agua caliente a fuego

lento. Sin embargo por factor tiempo solamente se realizaran dos pruebas: la primera y
la última. Esta prueba sirve para evaluar una serie de estufas a medida que se
elaboran. La prueba no sirve para comparar estufas de diferentes zonas porque las
ollas y la madera diferentes utilizadas influyen los resultados.
La prueba es una versión simplificada de la revisión de la Universidad de Californiaen
Berkeley (UCB por sus siglas en inglés) y de la Fundación Shell de la Prueba de Ebullición
de Agua de Norma Internacional de VITA de 1985. La madera usada para hervir y
calentar a fuego lento, y el tiempo necesario para hervir se determinan por sustracción
sencilla. Todos los calculos pueden hacerse a mano en el campo.


Utilizando una olla común y corriente, y tomando en cuenta la cantidad de humedad
en la madera, la cantidad de vapor generado y otros factores, la prueba completa de
ebullición de agua de la UCB y la Fundación Shell permite comparar estufas de
diferentes lugares.
Antes de iniciar las pruebas
1. Reúna por lo menos 3 kg de combustible secado al aire para tener suficiente
combustible para realizar dos pruebas en una estufa. Es posible que las estufas
grandes de ollas múltiples requieran mas combustible. Use madera del mismo nivel
de secado y de tamaño similar. No use madera verde.

TIPOS DE DIODOS
DIODO TERMOIONICO
Los portadores de carga son electrones producidos por emisión termoiónica desde un catodo caliente. Normalmente el anodo es un cilindro metalico de pared delgada que rodea el catodo.
El ensamble de electrodos se monta en un tubo de vidrio al vacio. Cuando Vd es positivo, los electrones son atraídos hacia el anodo y circula una corriente.
Si Vd es negativo, los electrones son rechazados por el anodo y la corriente es cero.
Cuando Vd es positivo y no muy grande, el valor de la corriente en sentido directo esta dado por la ley de Child-Langmuir, la cual es
Ia=KVd3/2
Donde:
K= es una constante que depende de la geometría de los electrodos.
La ecuación solamente es valida sobre una región limitada y existe un valor límite de Ia (corriente de saturación) que depende de la temperatura del catodo.

DIODO SEMICONDUCTOR DE UNION
Son uniones de dos materiales semiconductores extrínsecos tipos p y n,por lo que también reciben la denominación de unión pn.
Los materiales mas importantes que se utilizan para semiconductores en electrónica son el silicio y el germanio.
Esto forma un semiconductor tipo n; los portadores mayoritarios de la corriente son negativos (electrones). Los atomos de impurezas se conocen con el nombre de donadores.
La impureza se conoce como un aceptador.
La conductividad de impurezas se llama extrínseca. En una estructura cristalina perfecta de silicio y germanio no existe conductividad extrínseca y la conducción que existe en este caso es intrínseca.
Al fabricarse una unión p-n, hay una redistribución de los portadores que estaban presentes en los semiconductores p y n separados. Térmicamente se establece un equilibrio dinamico y el resultado neto es que el material tipo n se carga positivamente y el tipo p se carga negativamente.
En la unión aparece una zona de depleción en la cual no existen portadores de carga en movimiento.
Las propiedades unidireccionales de la unión p-n, pueden comprenderse cualitativamente.
En equilibrio, él material tipo p tienes una carga negativa y el material tipo n una carga positiva. Si una fuente de c.d. se conecta con la terminal positiva al tipo p y la terminal negativa al tipo n de la unión, fluye entonces facilmente una corriente debido a que el nivel de la barrera de potencial reduce.
La Id, que pasa a través de cada una de las uniones, seda como función del voltaje aplicado, Vd, de acuerdo con la siguiente formula
Id = Is
Donde:
e = es la carga electrónica
k= es la constante de Bolzamann
T= es la temperatura absoluta
e/kT= 40 V-1 a la temperatura ambiente.
Is= se conoces como corriente inversa de saturación.

Representación simbólica de diodo pn.

CARACTERÍSTICA GENERALES DEL DIODO SEMICONDUCTOR DE UNIÓN.
Una característica típica de un diodo de unión pn, donde se distingue por

ZONAS DIRECTA E INVERSA

Las zonas directa e inversa quedan descritas de manera unificada por la siguiente expresión matematica:

Is= intensidad de saturación, cuyo valor depende de la estructura, la composición y la geometría del dispositivo y puede variar dentro de un rango comprendido entre 10–8 A y 10–16 A.

El valor de esta intensidad de saturación es también fuertemente dependiente de la temperatura; a mayor temperatura mayor intensidad de saturación.

n= coeficiente de emisión, también dependiente de la estructura y la composición, y varía entre 1 y 2.

ZONA RUPTURA

Dentro de la zona inversa, al aumentar mucho la caída de tensión desde el terminal negativo hasta e 2. Ponga 5 litros de agua en la olla de pruebas y caliéntelos hasta hervir con fuerza.
Asegúrese que el fuego esté muy alto y que el agua esté hirviendo con ardor. Use un
termómetro digital preciso, para medir la temperatura de ebullición local. Meta al
termómetro al centro de la olla, 5cm mas arriba del fondo de la olla. Anotela
temperatura del punto de ebullición del agua en la hoja de datos (adjunto hoja)
3. Realice las pruebas en un lugar completamente protegido del viento.
4. Apunte todos los resultados en la hoja de datos.

II.

Inicio de la prueba

a. Apunte la temperatura del aire.
b. Apunte el peso de una olla de uso común sin la tapa. No utilice tapas de ollas para
esta fase, o cualquier otra fase de esta prueba.
c. Apunte el peso del envase u ollita del carbón.
d. Prepare 1 bulto de madera de unos 3 kilos para las pruebas de inicio frío y Caliente.
Use palos de madera de tamaño similar para ambas las pruebas. Apunte las
dimensiones aproximadas del combustible. Pese y apunte los pesos en los espacios
apropiados de la hoja de datos (adjunta). Identifique cada cantidad y manténgalos
separados.

III.

Fase de alto poder con inicio frío

Nota: La temperatura de la estufa debe ser ambiental.
1. Llene la olla con 5 litros de agua fría y limpia. Apunte el peso de la olla mas el peso
del agua.
2. Usando los instrumentos de madera, ponga una sonda de termómetro en cada olla
para que la temperatura se pueda medir en el centro, a 5cm del fondo de la olla.
Asegúrese de utilizar un termómetro digital. Apunte las temperaturas del agua.