Download - Moises Transferencia Aletas Terminado
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Moiss Hidalgo
Punto fijo
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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.
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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
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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
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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
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Descripcin
Esquema Ecuaciones eficiencia
Aleta de Perfil
Rectangular
Aleta Recta de
Perfil Triangular
Aleta Recta de
Perfil Parablico
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Descripcin Esquema Ecuaciones eficiencia
Aleta Cilndrica
Aleta de Aguja
Cnica
Aleta Recta de
Perfil Parablico
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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:
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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.
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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
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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
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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).
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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
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Su uso es para disminuir la temperatura que trae el
refrigerante y se mantenga el ciclo y transfiere calor
hacia el ambiente
condensador
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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
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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.