conduccion de calor en superficies extendidas

Superficies Extendidas (Aletas).

Una superficie extendida (también conocida como aleta) es un sistema que combina la conducción y la convección. En una aleta se asume que la transferencia decalor es 1D. El calor también se transfiere por convección (y/o radiación) desde la superficie a los alrededores.

Se usan las aletas o superficies extendidas con el fin de incrementar la razón detransferencia de calor de una superficie, en efecto las aletas convexas a una superficie aumenta el área total disponible para la transferencia de calor. En el análisis y diseño de una superficie conaleta, la cantidad de energía calorífica disipada por una sola aleta de un tipo geométrico dado, se determina auxiliándonos del gradiente de temperatura y el área transversal disponible para el flujo decalor en la base de la aleta. Entonces, el número total de aletas necesarias para disipar una cantidad de calor dada se determinara en base a la acumulación de transferencia de calor. La ecuacióndiferencial que describe la distribución de temperatura en una aleta resulta de un equilibrio de energía en una sección elemental de la aleta que es tanto conductora, como apta para la convección, a lavez. Puesto que un elemento de volumen elemental cualquiera experimenta tanto conducción como convección el problema es en realidad multidimensional. En consecuencia las aletas ofrecen una transmisiónsuave del problema unidimensional que hemos estado estudiando.
Usualmente se usa una superficie con aletas cuando el fluido convectivo participante es un gas, ya que los coeficientes convectivos detransferencia de calor para un gas son usualmente menores que los de un liquido. Como ejemplo de una superficie con aletas se tienen los cilindros de la máquina de una

motocicleta, y los calentadorescaseros. Cuando se debe disipar energía calorífica de un vehículo espacial, donde no existe convección, se usan superficies con aletas que radian energía calorífica. Las aletas pueden ser con...