Moiss Hidalgo

Punto fijo

Las superficies extendidas se usan con referencia a un slido que

experimenta transferencia de energa por conduccin dentro de su

lmite, as como su transferencia de energa por conveccin (y/o

radiacin) entre sus lmites y sus alrededores. De manera que hay

muchas situaciones que implican efectos combinados de

conduccin y conveccin, la aplicacin mas frecuente es aquella

en la que se usa una superficie extendida de manera especfica

para aumentar la rapidez de transferencia de calor entre un slido

y un fluido contiguo. A esta superficie extendida se denomina

ALETAS.

Mejoran la transferencia de calor desde una superficies al exponer un

rea mas grande a la conveccin y radiacin; son de uso comn

en la prctica para mejorarla transferencia de calor y a menudo

incrementan la velocidad de esas transferencias desde una

superficie con varios dobleces.

Al hablar de superficie extendida, se hace referencia a un slido que experimenta transferencia de energa por conduccin dentro de sus lmites, as como transferencia de energa por conveccin(y/o radiacin) entre sus lmites y los alrededores.

La aplicacin ms frecuente es aquella en la que se usa una superficie extendida de manera especfica para aumentar la rapidez de transferencia de calor entre un slido y un fluido contiguo, Las aletas se usan cuando el coeficiente de transferencia de calor por conveccin h es pequeo

Se usan las aletas o superficies extendidas con el fin de incrementar la razn de transferencia de calor de una superficie, en efecto las aletas convexas a una superficie aumenta el rea total disponible para la transferencia de calor. En el anlisis y diseo de una superficie con aleta, la cantidad de energa calorfica disipada por una sola aleta de un tipo geomtrico dado, se determina auxilindonos del gradiente de temperatura y el rea transversal disponible para el flujo de calor en la base de la aleta. Entonces, el numero total de aletas necesarias para disipar una cantidad de calor dada se determinara en base a la acumulacin de transferencia de calor. La ecuacin diferencial que describe la distribucin de temperatura en una aleta resulta de un equilibrio de energa en una seccin elemental de la aleta que es tanto conductora, como apta para la conveccin, a la vez. Puesto que un elemento de volumen elemental cualquiera experimenta tanto conduccin como conveccin el problema es en realidad multidimensional

Por lo general las aletas se construyen

del mismo material de la base para

que la transferencia de calor sea

uniforme, hay casos en que no se

coloca el mismo material esto

puede ser para colocar un material

que conduzca mas el calor o unas

aletas mas ligeras y accesibles

Tambin se hacen de materiales que

conduzcan el calor con una

eficiencia mas grande como el

aluminio y algunos materiales

metlicos

Descripcin

Esquema Ecuaciones eficiencia

Aleta de Perfil

Rectangular

Aleta Recta de

Perfil Triangular

Aleta Recta de

Perfil Parablico

Descripcin Esquema Ecuaciones eficiencia

Aleta Cilndrica

Aleta de Aguja

Cnica

Aleta Recta de

Perfil Parablico

Anlisis de una aleta

Haciendo un balance de energa para la aleta que se muestra en la figura 11 se tiene la siguiente ecuacin diferencial:

Resolvindola se obtienen los siguientes casos que nos sirven para obtener la transferencia de calor de una aleta, as como tambin su distribucin de temperaturas:

Caso A: Aleta con Conveccin en el extremo

Todas las aletas estn expuestas a conveccin desde el extremo, excepto cuando el mismo se encuentre aislado o su temperatura sea igual a la del fluido. Para este caso se tiene:

Caso B: Aleta con extremo

Adiabtico

Se considera aleta de este tipo

cuando el rea del extremo no

intercambia calor con el fluido

adyacente.

Caso C: Aleta de extremo con

Temperatura Establecida

Cuando se conoce la temperatura

en el extremo de la aleta.

Caso D: Aleta de Longitud Infinita

Correccin de Caso A a Caso B: Slo debe corregirse la longitud L

de una aleta con conveccin en

el extremo, por LC y analizarla

como una aleta con extremo

adiabtico ms larga como se

muestra en la figura

Aleta de Perfil Rectangular:

Lc= L + t/2

Aleta Cilndrica: Lc= L + D/4

DESEMPEO DE UNA ALETA

Se sabe que las aletas se utilizan para

aumentar la transferencia de calor de

una fuente porque acrecientan el rea

efectiva de superficie, pero la aleta

como tal representa una resistencia a la

conduccin del calor, por eso no hay

seguridad de que la aleta aumente la

transferencia de calor por ello se define

la efectividad y eficiencia de una aleta

como:

EFECTIVIDAD DE UNA ALETA ( f):

La efectividad de una aleta se determina

con la ecuacin: Ab: Ara de contacto entre la

base y la aleta

EFICIENCIA DE UNA ALETA (f):

La eficiencia de una aleta es la

relacin que existe entre el calor

(Qf) que se transfiere de una aleta

con condiciones determinadas, y

la transferencia de calor mxima

(Qmax) que existira si esa aleta

estuviera a la mxima temperatura

(la temperatura de la base).

Para disipar el calor que genera la

friccin entre el rotor y los otros

componentes

Estas se utilizan para mantener

estable la temperatura de la

computadora y se agregan

aletas para que tenga una mejor

eficiencia

Su uso es para disminuir la temperatura que trae el

refrigerante y se mantenga el ciclo y transfiere calor

hacia el ambiente

condensador

Las aletas se usan con el fin de incrementar la razn de transferencia

de calor de una superficie. En el anlisis y diseo de una superficie

con aleta, la cantidad de energa calorfica disipada se determina

auxilindonos del gradiente de temperatura y el rea transversal.

La ecuacin diferencial que describe la distribucin de

temperatura en una aleta resulta de un equilibrio de energa en

una seccin elemental de la aleta que es tanto conductora, como

apta para la transferencia de calor, hoy en da son utilizadas en

radiadores, refrigeradores entre otros, con el fin de que la

temperatura de trabajo de estos se mantenga estable y funcionen

en las mejores condiciones teniendo una gran eficiencia de trabajo

INCROPERA, Frank. Fundamentos de transferencia de calor. 4ta.

Edicin. Editorial Pearson Prentice Hall.

YUNUS, engel. Transferencia de calor y masa. 3era Edicin. Editorial

McGraw Hill.