Fenomenos de transporte calor

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE QUÍMICA, INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

COMPORTAMIENTO DE UNA ALETA RECTA DE SECCION TRANSVERSAL CONSTANTE

CURSO :
FENÓMENOS DE TRANSPORTE


HUANCAYO-PERU
2011

INTRODUCCIÓN


Una superficie extendida es un sólido que transporta energía por conducción; eliminando dicha energía por convección (y/o radiación) hacialos alrededores. Una superficie extendida se utiliza para aumentar la rapidez de transferencia de calor entre un sólido y un fluido contiguo. Esta superficie extendida se denomina aleta.
Se usan las aletas o superficies extendidas con el fin de incrementar la razón de transferencia de calor de una superficie, en efecto las aletas convexas a una superficie aumenta el área total disponible para latransferencia de calor. En el análisis y diseño de una superficie con aleta, 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 de calor en la base de la aleta.
Las aletas pueden ser con secciones transversales rectangulares, como tiras que se anexan a lolargo de un tubo, se les llama aletas longitudinales; o bien discos anulares concéntricos alrededor de un tubo, se les llama aletas circunferenciales. El espesor de las aletas puede ser uniforme o variable.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

* Analizar el comportamiento de una aleta recta de sección transversal tipo Aguja sometida a Conducción – Convección.

OBJETIVOS ESPECIFICOS
*Obtener el perfil de temperaturas longitudinal en la aleta y compararlo con los resultados teóricos

* Calcular el flujo de calor transmitido

* Calcular la eficiencia de la aleta

FUNDAMENTO TEÓRICO

I. TRANSFERENCIA DE CALOR EN SUPERFICIEN EXTENDIDAS
En el diseño y construcción de equipos de transferencia de calor se utilizan formas simples como cilindros, placas planas ybarras, las cuales son utilizadas para promover el flujo de calor entre una fuente y el medio, por medio de la absorción o disipación de calor, estas superficies son conocidas como superficies primarias o principales. Cuando a una superficie primaria se le agregan superficies adicionales, estas son conocidas como superficies extendidas o aletas.
Las aletas son sólidos que transfieren calor porconducción a lo largo de su geometría y por convección a través de su entorno, con sistemas con conducción convección.
2.1. TIPOS DE ALETAS
Las formas que adoptan las aletas son muy variadas, y dependen en gran medida de la morfología del sólido al que son adicionales y de la aplicación concreta. La aleta se denomina “aguja” cuando la superficie extendida tiene forma cónica o cilíndrica.La expresión “aleta longitudinal” se aplica a las superficies adicionales unidas a paredes planas o cilíndricas.Las “aletas radiales” van una coaxialmente a superficies cilíndricas.

II. TRANSFERENCIA DE CALOR EN ALETAS LONGITUDINALES DE SECCIÓN TRANSVERSAL CONSTANTE

Los perfiles rectangulares sobre superficies planas constituyen el caso más simple de superficies ampliadas. Se puedendisponer en una pared plana, o sobre la longitud axial de un tubo en dirección longitudinal, con hélices de paso elevado o sobre superficies arbitrarias de gran radio de curvatura. El conjunto constituido con aletas longitudinales rectangulares es de fácil fabricación por extrusión, fundición, colada continua, etc.
En casos especiales, las aletas longitudinales se mecanizan sobre el material dealeación de la base. Las aletas unidas a la base sin discontinuidades, mediante soldadura o presión, no tienen resistencias térmicas de contacto y son adecuadas para temperaturas elevadas dado que la base no se altera por dilataciones térmicas diferenciales siempre que no sufran efectos corrosivos o una excesiva deformación.
En régimen estacionario, el calor que se conduce a través de un sistema de...