Superficies Extendidas O Aletas

1.2.6 superficies extendidas o aletas
El uso de superficies extendidas es de especial importancia en aplicaciones donde se desea incrementar el flujo de calor y no se dispone del área superficie, oporque el coeficiente de transferencia de calor es relativamente bajo. La frase “superficie extendida” se usa normalmente con referencia a un solido que experimenta transferencia de energía porconducción dentro de sus limites, así como transferencia de energía por convección (y/o) radiación entre sus limites y los alrededores.

Superficies extendidas rectangulares

Formula general paracalcular la transferencia de calor en superficies extendidas o aletas:
q=hPKA T0-T∞tanh(mL)
Donde
m=hPKA
Y la eficiencia
ηf=tanh mLcm Lc
Para la cualLc=L + t2

Y para aleta circular:


Formula general
q=hPKA T0-T∞tanh*m*L
Donde
m=hPKA
Y la eficiencia

ηf=tanh mLcm Lc
Para lacual Lc=L + D4
Y para calcular el espesor optimo:
t=.79132hAp2k L=1.2623kA2h
Formula para encontrar como se conduce el calor en un perfil circular
θ=cosh mL-x+hmx(sen hm(l-x)cosh mL+hmksen hmL θb

Ejemplo aleta rectangular:
Una aleta de aluminio (k=200 w/m°c) de 3mm de espesor y 7.5 cm de longitud sobresale de una pared. La base se mantiene a 300°c y latemperatura del ambiente es 50°c, con h= 10W/m°c. Calcúlese la perdida de calor de la aleta por unidad de anchura del material.
Formulas a utilizar:
Lc=L + t2
m=hPKA
P=2W+2t
q=hPKA T0-T∞tanh(mL)Calculando Lc
Lc= 0.075m + (3*10-32)
Lc= 0.0765m
Calculando m
m= 2 10wm2C°(200Wm °C)(3*10-3m)= 5.77
Calculando P. tomando en cuenta que cuando no se proporciona este valor por de foult vamos atomarlo como 1m.
P= 2(1m) + 2(0.003m)
P= 2.006m
Sustituyendo los valores y obteniendo el valor de q
q=(10)(2.006)(200)(3*10-3) (300-50) tan h ((5.77) (.0765))
q= 857.3 tan h (.4414)= 359.76W/m....