transferencia de calor (Aletas).

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definicion de aletas .uso. formulas generales .aplicaciones .tipos de aletas .Las aletas aumentan la transferencia de calor de losenfriadores de aire. Las aletas se utilizan en todos losenfriadores de aire, refrigeradores en seco, evaporadoresy condensadores para transferir energía desde un mediolíquido o refrigerante principal al aire.La transferencia de calor entre el metal y el aire resultamenos eficaz que desde el líquido al metal, por lo que seutilizan las aletas para aumentar la superficie global ycompensar así el menor rendimiento metal-aire.

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Diapositiva 1

Universidad nacional experimentalfrancisco de Mirandarea de tecnologaAletas (transferencia de calor)

Bachiller:Ricardo GutirrezPunto fijo; 06 de septiembre del 2015QUE SON?Las aletas constan de placas de metal delgadas, con unespesor de 0,120,5 mm, que se encuentran fijadas a unenfriador de aire, refrigerador en seco, evaporador ocondensador.

Para que se utilizan las aletasLas aletas aumentan la transferencia de calor de losenfriadores de aire. Las aletas se utilizan en todos losenfriadores de aire, refrigeradores en seco, evaporadoresy condensadores para transferir energa desde un mediolquido o refrigerante principal al aire.La transferencia de calor entre el metal y el aire resultamenos eficaz que desde el lquido al metal, por lo que seutilizan las aletas para aumentar la superficie global ycompensar as el menor rendimiento metal-aire.

materialNormalmente las aletas estn hechas de cobre y aluminio, material que tiene una buena conductividadtrmica.

Tipos de aletasAleta recta de seccin transversal uniforme.

Es cualquier superficie prolongada que se une a una pared plana. Puede serde rea de seccin transversal uniforme. O el rea de seccin transversalpuede variar con la distancia x desde la pared.

Aleta recta no uniforme

Aleta anular

Es aquella que se une de forma circunferencial a uncilindro, y su seccin transversal varia con el radio desde lnea central del cilindro.

Aleta de aguja o spin .una superficie prolongada de seccin transversal circular.lasaletas de aguja tambin pueden ser de seccin transversaluniforme o no uniforme.

Ecuacin de aletasEl balance de energa en el elemento de volumen coloreado en lafigura adjunta ser: Q-punto cond,x = Q-punto cond,x+Dx + Qpunto conv , es decir, ( Velocidad de transferencia de calor porconduccin en la seccin correspondiente a x ) = ( Velocidad detransferencia de calor por conduccin en la seccin correspondiente ax+Dx ) + ( Velocidad de transferencia de calor por conveccin en lasuperficie lateral del elemento de volumen )

Por la Ley de Enfriamiento de Newton: Q-punto conv =h*( p*Dx )*( Ts-Tf ) siendo p el permetro de la seccin transversal de la aleta.Sustituyendo en la ecuacin del balance de energa y dividiendo por Dxqueda:

Tomando el lmite cuando Dx ----> 0 queda:

Segn la Ley de Fourier de la Conduccin ( transferenciaunidireccional, rgimen permanente ) : Q-punto,cond = -k At( dT /dx) siendo At el rea de la seccin transversal de la aleta. Sustituyendo en laecuacn anterior se tiene:

Ecuacin diferencial que habr que resolver para cada tipo de aleta

Para el caso particular en que el rea de la seccin transversal de la aletasea constante ( At = cte ) y conductividad trmica constante ( k = cte )resulta la siguiente ecuacin diferencial:

donde a2 = ( h p ) / ( k At ) ; J = Ts - Tf ; Ts es la temperatura de la aleta en cada seccin transversal.

Parmetros caractersticos de una aleta. eficiencia yefectividad. longitud apropiada. EFICIENCIA De una aleta es la relacin entre la potencia trmica ( Q-punto )que se disipa en la misma y la potencia trmica que se disipara sitoda la aleta estuviese a una temperatura igual a la de la base ( latemperatura de la aleta ser inferior a la de la base ) :

EFECTIVIDAD De una aleta es la relacin entre la potencia trmica ( Q-punto ) que sedisipa en la misma y la potencia trmica que se disipa sin aleta desde elrea de la base que ocupa sta en la superficie primaria:

Donde: k:conductividad trmica de la aleta; p: permetro de la seccin transversal de laaleta ; h: coeficiente de pelcula ; At: rea de la seccin transversal de la aleta.Actuando sobre estos parmetros de puede variar la efectividad de la aleta segnconvenga:

Si EFECTIVIDAD = 1 la aleta no afecta a la velocidad de transferencia de calor.Si EFECTIVIDAD < 1 la aleta se comporta como un aislante ralentizando lavelocidad de transferencia de calor. Si EFECTIVIDAD > 1 la aleta acelera la velocidad de transferencia de calor.

LONGITUD APROPIADA. Podra parecer que cuanto ms larga es una aleta, mayores su rea superficial y, como consecuencia, mayor es la velocidad de transferencia decalor y, por lo tanto, para conseguir la mxima velocidad de transferencia de calor laaleta tendra que ser infinitamente larga.

AplicacinComputadoras y dispositivos elctricos

Refrigeracin.

Radiadores.

Motores elctricos, motor de combustin