Transferencia de calor en aletas
La razon de transferencia de calor desde un area superficial que esta a una temperatura T1 hacia el medio (Tambiental), se expresa por la ley de Newton del enfriamiento como:
donde As es el área superficial
h es el coeficiente de transferencia de calor por convección.
Las aletas mejoran la transferencia de calor desde una superficie al exponer un área más grande a la convección y la radiación.
Una interesante aplicación de las aletas data del periodo Jurásico —hace 150 millones— El estegosaurio vivió en aquella época y tenía dos filas de grandes y extrañas placas óseas en su espalda. Los científicos pensaron que estas formaciones eran algún tipo de armadura que lo protegía de los depredadores carnívoros. Ahora sabemos que por esas placas fluían grandes cantidades de sangre y que quizá tenían la misma función que un radiador de automóvil. El corazón bombeaba sangre hacia esas placas y éstas funcionaban como aletas refrigerantes para enviar sangre fresca de regreso al corazón.
En el análisis de las aletas, se considera operación estacionaria sin generación de calor en la aleta y se supone que la conductividad térmica k del material permanece constante. transferencia de calor por convección, h, es constante y uniforme sobre toda la superficie de la aleta
Pérdida de calor despreciable desde la punta de la aleta (punta de la aleta aislada, Q de la punta de la aleta es 0). Se puede suponer que la punta de la aleta está aislada y que la condición en ella puede expresarse como:
EFICIENCIA DE LAS ALETAS
La temperatura de la aleta cae a lo largo de ella y, por lo tanto, la transferencia de calor desde la misma será menor debido a la diferencia decreciente en la temperatura, T(x) T, hacia la punta,. Para considerar el efecto de esta disminución en la temperatura sobre la transferencia de calor, se define una eficiencia de la aleta como
EFECTIVIDAD DE LAS ALETAS
Las aletas se usan para mejorar la transferencia de calor. El desempeño de las aletas, expresado en términos de la efectividad de la aleta aleta se define como
Al determinar la razón de la transferencia de calor desde una superficie con aletas, se debe considerar la parte libre de aletas de esa superficie así como
LONGITUD APROPIADA DE UNA ALETA
Con el fin de obtener cierto sentido de la longitud apropiada de una aleta, se compara la transferencia de calor de una de longitud finita con la transferencia de calor de una infinitamente larga, en las mismas condiciones. La razón entre estas dos transferencias de calor es
El rendimiento con respecto a la transferencia de calor de estos sumideros suele expresarse en términos de sus resistencias térmicas R, en °C/W, las cuales se definen como
Un valor pequeño de resistencia térmica indica una caída pequeña de la temperatura a través del sumidero de calor y, por consiguiente, una alta eficiencia de la aleta.
Qconv= hAs(Ts -T )
donde As es el área superficial
h es el coeficiente de transferencia de calor por convección.
Las aletas mejoran la transferencia de calor desde una superficie al exponer un área más grande a la convección y la radiación.
Una interesante aplicación de las aletas data del periodo Jurásico —hace 150 millones— El estegosaurio vivió en aquella época y tenía dos filas de grandes y extrañas placas óseas en su espalda. Los científicos pensaron que estas formaciones eran algún tipo de armadura que lo protegía de los depredadores carnívoros. Ahora sabemos que por esas placas fluían grandes cantidades de sangre y que quizá tenían la misma función que un radiador de automóvil. El corazón bombeaba sangre hacia esas placas y éstas funcionaban como aletas refrigerantes para enviar sangre fresca de regreso al corazón.
En el análisis de las aletas, se considera operación estacionaria sin generación de calor en la aleta y se supone que la conductividad térmica k del material permanece constante. transferencia de calor por convección, h, es constante y uniforme sobre toda la superficie de la aleta
Pérdida de calor despreciable desde la punta de la aleta (punta de la aleta aislada, Q de la punta de la aleta es 0). Se puede suponer que la punta de la aleta está aislada y que la condición en ella puede expresarse como:
EFICIENCIA DE LAS ALETAS
La temperatura de la aleta cae a lo largo de ella y, por lo tanto, la transferencia de calor desde la misma será menor debido a la diferencia decreciente en la temperatura, T(x) T, hacia la punta,. Para considerar el efecto de esta disminución en la temperatura sobre la transferencia de calor, se define una eficiencia de la aleta como
EFECTIVIDAD DE LAS ALETAS
Las aletas se usan para mejorar la transferencia de calor. El desempeño de las aletas, expresado en términos de la efectividad de la aleta aleta se define como
Al determinar la razón de la transferencia de calor desde una superficie con aletas, se debe considerar la parte libre de aletas de esa superficie así como
LONGITUD APROPIADA DE UNA ALETA
Con el fin de obtener cierto sentido de la longitud apropiada de una aleta, se compara la transferencia de calor de una de longitud finita con la transferencia de calor de una infinitamente larga, en las mismas condiciones. La razón entre estas dos transferencias de calor es
El rendimiento con respecto a la transferencia de calor de estos sumideros suele expresarse en términos de sus resistencias térmicas R, en °C/W, las cuales se definen como
Un valor pequeño de resistencia térmica indica una caída pequeña de la temperatura a través del sumidero de calor y, por consiguiente, una alta eficiencia de la aleta.
Los estudios han demostrado que el error que se comete en el análisis unidimensional es despreciable (menos de 1%) .
Por lo tanto, se puede considerar que una aleta es infinitamente larga cuando su longitud es L 5 m. También se observa que reducir la longitud de la aleta a la mitad (desde mL 5 hasta mL 2.5) causa una caída de sólo 1% en la transferencia de calor.
