5 superficies extendidas

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5 superficies extendidas

  1. 1. Transferencia de Calor desde Superficies Extendidas
  2. 2. b.- Si se busca aumentar la diferencia de Temperatura En la mayoría de aplicaciones, esta diferencia de temperaturas debe permanecer constante por condiciones de proceso, por este motivo esta no seria una alternativa viable
  3. 3. Un método para aumentar la transferencia de calor entre una superficie y un fluido adyacente es aumentando el área superficial en contacto con el fluido. Este aumento en el área puede ser en la forma de puntas, aletas y otros tipos de superficie extendidas con distintas configuraciones
  4. 4. Ejemplo de uso de aletas
  5. 5. Ejemplo de uso de aletas
  6. 6. Ejemplo de uso de aletas
  7. 7. Ejemplo de uso de aletas
  8. 8. Una mayor superficie implica una mayor, o más eficiente transferencia de calor. Mediante la disposición 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 convección h. Tal es el caso de la transferencia de calor con gases y por convección natural.
  9. 9. Aletas de sección transversal uniforme
  10. 10. Aletas de sección transversal uniforme
  11. 11. Aletas de sección transversal uniforme
  12. 12. Aletas de sección transversal uniforme
  13. 13. Aletas de sección transversal uniforme
  14. 14. Aletas de sección transversal uniforme Evaluando las constantes de integración, simplificando y ordenando se obtiene la función de distribución de temperatura en la aleta Reemplazando en la ecuación de Fourier y derivando se obtiene:
  15. 15. Aletas de sección transversal uniforme
  16. 16. Aletas de sección transversal uniforme
  17. 17. Aletas de sección transversal uniforme Evaluando las constantes de integración, simplificando y ordenando se obtiene la función de distribución de temperatura en la aleta
  18. 18. Aletas de sección transversal uniforme Reemplazando en la ecuación de Fourier, derivando, recordando las expresiones de funciones hiperbólicas, simplificando y ordenando Se obtiene finalmente
  19. 19. Aletas de sección transversal uniforme
  20. 20. Aletas de sección transversal uniforme Aplicando el mismo procedimiento que en los casos anteriores se obtiene
  21. 21. Aletas rectangulares rectas Los resultados obtenidos para el caso anterior (aletas de sección transversal uniforme) son válidos para cualquier tipo de aleta cuya sección transversal y perímetro sea constante a lo largo de la aleta.
  22. 22. Aletas rectangulares rectas Se debe tener presente que existen dos vías paralelas para la pérdida de calor a través de una superficie aletada, por lo que las conductancias deben sumarse.
  23. 23. Aletas Piramidales Este tipo de aleta es de interés practico en virtud a que se aproxima mucho a la forma que proporciona el máximo flujo de calor por unidad de peso
  24. 24. Aletas Piramidales
  25. 25. Aletas Piramidales
  26. 26. Aletas Piramidales
  27. 27. Aletas Piramidales
  28. 28. Aletas Piramidales Derivando, simplificando algebraicamente y ordenando se obtiene finalmente
  29. 29. Eficiencia de una aleta
  30. 30. Eficiencia de la aleta La eficiencia de la aleta es la razón del calor real transferido a través de la superficie de la aleta, es decir, considerando la variación 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.
  31. 31. Eficiencia de la aleta Para una aleta de sección transversal rectangular (longitud L y espesor t) la eficiencia de la aleta está dada por :
  32. 32. Efectividad de las aletas
  33. 33. Las aletas se usan para mejorar la transferencia de calor, y no se deben usar a menos que se justifique el costo adicional y la complejidad del trabajo requerido para su instalación. El desempeño de las aletas se juzga sobre la base de la comparación de la transferencia de calor al instalarse las aletas, con la razón de transferencia de calor que se tenia antes de instalar las aletas

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