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Transferencia de Calor desde Superficies Extendidasb.- Si se busca aumentar la diferencia de Temperatura

En la mayora de aplicaciones, esta diferenciade temperaturas debe permanecer constantepor condiciones de proceso, por este motivoesta no seria una alternativa viableUn mtodo para aumentar la transferencia de calor entre una superficie y un fluido adyacente es aumentando el rea superficial en contacto con el fluido.Este aumento en el rea puede ser en laforma de puntas, aletas y otros tipos desuperficie extendidas con distintasconfiguraciones

Ejemplo de uso de aletas

Ejemplo de uso de aletas

Ejemplo de uso de aletas

Ejemplo de uso de aletasUna mayor superficie implica una mayor, o ms eficiente transferencia de calor.Mediante la disposicin de superficies aleteadas se logra un considerable aumento de la superficie de transferencia de calor.Por lo tanto son usadas principalmente cuando se tiene un bajo coeficiente de transferencia de calor por conveccin h. Tal es el caso de la transferencia de calor con gases y por conveccin natural.Aletas de seccin transversal uniformeAletas de seccin transversal uniforme

Aletas de seccin transversal uniforme

Aletas de seccin transversal uniforme

Aletas de seccin transversal uniforme

Aletas de seccin transversal uniforme

Evaluando las constantes de integracin, simplificando y ordenando se obtiene la funcin de distribucin de temperatura en la aletaReemplazando en la ecuacin de Fourier yderivando se obtiene:18Aletas de seccin transversal uniforme

Aletas de seccin transversal uniforme

20Evaluando las constantes de integracin, simplificando y ordenando se obtiene la funcin de distribucin de temperatura en la aletaAletas de seccin transversal uniforme

21Aletas de seccin transversal uniforme

Reemplazando en la ecuacin de Fourier, derivando, recordando las expresiones de funciones hiperblicas, simplificando y ordenandoSe obtiene finalmente22Aletas de seccin transversal uniforme

Aletas de seccin transversal uniforme

Aplicando el mismo procedimiento que en loscasos anteriores se obtiene24Aletas rectangulares rectasLos resultados obtenidos para el caso anterior (aletas de seccin transversal uniforme) son vlidos para cualquier tipo de aleta cuya seccin transversal y permetro sea constante a lo largo de la aleta.

Aletas rectangulares rectasSe debe tener presente que existen dosvas paralelas para la prdida de calor atravs de una superficie aletada, porlo que las conductancias deben sumarse.

Aletas PiramidalesEste tipo de aleta es de inters practico en virtud a que se aproxima mucho a la forma que proporciona el mximo flujo de calor porunidad de peso

Aletas Piramidales

Aletas Piramidales

Aletas Piramidales

Aletas Piramidales

31Aletas Piramidales

Derivando, simplificando algebraicamente y ordenando se obtiene finalmente32Eficiencia de una aletaLa eficiencia de la aleta es la razn del calor real transferido a travs de la superficie de la aleta, es decir, considerando la variacin decreciente de temperatura a lo largo de la aleta, al calor que seria transferido si toda la superficie de la aleta estuviera a la misma temperatura de la base.Eficiencia de la aleta

Eficiencia de la aletaPara una aleta de seccin transversal rectangular (longitud L y espesor t) la eficiencia de la aleta est dada por :Efectividad de las aletasLas aletas se usan para mejorar la transferenciade calor, y no se deben usar a menos que se justifique el costo adicional y la complejidad del trabajo requerido para su instalacin.El desempeo de las aletas se juzga sobre la base de la comparacin de la transferencia de calor al instalarse las aletas, con la razn de transferencia de calor que se tenia antes de instalar las aletas