Conducción de calor en una aleta de enfriamiento
Páginas: 3 (745 palabras)
Publicado: 16 de septiembre de 2012
CONDUCCIÓN DE CALOR EN UNA ALETA DE ENFRIAMIENTO
Claudia Lizeth Salas Aguilar a
Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica, Instituto Tecnológico de Aguascalientes. Av. Adolfo López MateosNo. 182 Ote., Fracc. Bona Gens, C.P.20256. Aguascalientes, Ags., Tel. (449) 9-10-50-02, Ext. 159 y 182. Fax. (449) 9-70-04-23. E-mail: claliz_110@yahoo.com.mx
Planteamiento del problemaExiste un número importante de fenómenos físicos relacionados con la transferencia de calor entre los que destacan: el flujo de calor a través de paredes compuestas, la pérdida de calor en aletas,así como en la transferencia de calor en líquidos en movimiento tanto por convección forzada como en convección libre. En nuestro caso, se estudiará la eficiencia de una aleta de enfriamiento. Estasaletas se usan para incrementar el área disponible para transmisión de calor entre paredes metálicas y fluidos que son malos conductores de calor, como los gases. En la figura 1 se muestra una aletarectangular simple, esta aleta se encuentra pegada a una pared a una temperatura Tw mientras que la temperatura ambiente del aire es Ta. Las condiciones limite para este sistema son: z=0, T=Tw y enz=L, dTdz =0.
Figura 1. Aleta de enfriamiento.
Metodología
Para determinar la eficacia de la aleta es necesario conocer el fenómeno físico del sistema con el fin de determinar el modelomatemático que lo describa.
En este caso, la temperatura de la aleta esta en función de z, se desprecian las perdidas de calor en los bordes y en el extremo de la barra debido a que se consideranpequeñas, así mismo para el flujo de calor de superficie se utiliza la Ley de Newton de Enfriamiento donde T depende de z (véase ecuación. 1).y h es el coeficiente de transmisión de la ley de Newton.qz=hT-Ta Ecuación 1
Por tanto, el balance de energía de la aleta se realizará a un segmento Δz dado por:
2BWqz|z=z-2BWqz|z=z+∆z-h2W∆zT-Ta=0...
Claudia Lizeth Salas Aguilar a
Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica, Instituto Tecnológico de Aguascalientes. Av. Adolfo López MateosNo. 182 Ote., Fracc. Bona Gens, C.P.20256. Aguascalientes, Ags., Tel. (449) 9-10-50-02, Ext. 159 y 182. Fax. (449) 9-70-04-23. E-mail: claliz_110@yahoo.com.mx
Planteamiento del problemaExiste un número importante de fenómenos físicos relacionados con la transferencia de calor entre los que destacan: el flujo de calor a través de paredes compuestas, la pérdida de calor en aletas,así como en la transferencia de calor en líquidos en movimiento tanto por convección forzada como en convección libre. En nuestro caso, se estudiará la eficiencia de una aleta de enfriamiento. Estasaletas se usan para incrementar el área disponible para transmisión de calor entre paredes metálicas y fluidos que son malos conductores de calor, como los gases. En la figura 1 se muestra una aletarectangular simple, esta aleta se encuentra pegada a una pared a una temperatura Tw mientras que la temperatura ambiente del aire es Ta. Las condiciones limite para este sistema son: z=0, T=Tw y enz=L, dTdz =0.
Figura 1. Aleta de enfriamiento.
Metodología
Para determinar la eficacia de la aleta es necesario conocer el fenómeno físico del sistema con el fin de determinar el modelomatemático que lo describa.
En este caso, la temperatura de la aleta esta en función de z, se desprecian las perdidas de calor en los bordes y en el extremo de la barra debido a que se consideranpequeñas, así mismo para el flujo de calor de superficie se utiliza la Ley de Newton de Enfriamiento donde T depende de z (véase ecuación. 1).y h es el coeficiente de transmisión de la ley de Newton.qz=hT-Ta Ecuación 1
Por tanto, el balance de energía de la aleta se realizará a un segmento Δz dado por:
2BWqz|z=z-2BWqz|z=z+∆z-h2W∆zT-Ta=0...
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