Ejercicios transferencia de calor

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Trabajo nº2

Superficies Extendidas
y
Diferencias Finitas

Asignatura: Computación

Profesor: Sr. José Merino A.

Alumnos Integrantes:
• Víctor Duran R.
• Sergio Zamorano C.
• Manuel Carrasco P.

Fecha de entrega: 1 de Diciembre de 2010

ÍNDICE

CONTENIDO PAGINAS
1.- Introducción 03

2.- Objetivos Generales 04

3.-Objetivos Específicos 04

4.- Presentación de los Resultados 05

5.- Conclusiones 17

6.- Bibliografía 18

1.-INTRODUCCIÓN
En el análisis térmico de una superficie dada de 1x1 m, se pretende aumentar la disipación de calor ampliando el área de transferencia, empleando en este caso aletas las que se desprenden del cuerpo inicial bajando su temperatura.Este informe evalúa dos materiales, Cobre y Aluminio, lo que dará una comparación de utilización del material y una elección por su forma física (espesor, largo de aleta), pero optando al menor peso .Además se hará el cálculo de la efectividad total de las aletas.
El trabajo será modelado en Algor, donde los resultados serán comparados con los cálculos de Mathcad.

En segundo lugar secalculara la temperatura interior en nodos irregulares de una Placa, con el método de diferencias finitas aplicando la ecuación de Laplace, usando el acero ASTM-A36 y aluminio AL6061-T6.Calculado en Mathcad y modelado en Algor, donde se realizaran las comparaciones en la unión de estos distintos materiales

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2.-OBJETIVOS GENERALES
Mediante cálculos aplicados a superficies extendidas yel método de diferencias finitas se evaluaran distintos materiales y su utilización en Mathcad y Algor
2.1.-OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Superficies extendidas determinar el espesor y largo de las aletas para mejorar la transferencia de calor, pero con el menor peso total

• Calcule la efectividad de las aletas.

• Analice si utiliza aletas de aluminio o cobre

• Verificarresultados en 3D Algor.

• Placa, Calcular la temperatura al interior de la placa mediante diferencias finitas en Mathcad y modelar en Algor.

• Por medio de la unión de dos materiales Acero y aluminio como varia la distribución de las temperaturas al interior de la placa

3.-PRESENTACIÓN DE LOS RESULTADOS

3.1.- SUPERFICIES EXTENDIDAS:
Datos Iniciales:

Se define la temperaturasuperficial de la aleta y se convierte a escala absoluta
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Se establece la temperatura del entorno a la escala absoluta
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Obteniendo la temperatura promedio
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Una vez establecida la temperatura promedio, se define el coeficiente pelicular y la conductividad térmica tanto del cobre como el aluminio
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Se calculara el perímetro y el área dela aleta aplicando para ello las formulas descritas en transferencia de calor
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Área transversal

Según la ecuación para aletas infinitamente largas

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Se designa el parámetro para una aleta infinitamente larga y a si observar su comportamiento

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Se calcula m
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Se calculara Longitud apropiada utilizando
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Se trabajacon un largo de 151 mm, según tabla y calculo adjunto
Cantidad de aletas con separación de 15 mm
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Según el grafico de distribución de temperaturas entre el cobre y aluminio se observa que el cobre presenta un mejor comportamiento en la conductividad. En el largo comprendido entre 100 y 200 mm , se observa que la curva de disipación no varía a grandes rasgos, por lo tanto seutilizara según tabla el largo del aluminio , debido a su bajo peso y costo de utilización versus el cobre , según lo solicitado en el ejercicio
Debido a que el ejercicio pide realizar el cálculo en cuanto al menor peso , queda claro que el aluminio posee un menor peso que el cobre
Se evalúan las aletas de cobre y aluminio en cuanto al calor disipado, por lo que el cobre sigue siendo el mejor...