Transferencia De Calor

Tema 5: Régimen est. unidim. (II). Superficies extendidas R. Royo J. M. Corberán Curso 2000-2001

Diapositiva 1

TRANSMISIÓN DE CALOR
EN RÉGIMEN
ESTACIONARIO
UNIDIMENSIONAL (II).
SUPERFICIES EXTENDIDAS.
J.M. Corberán, R. Royo (UPV)

Tema 5: Régimen estacionario unidimensional (II). Superficies extendidas

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INDICE:
1. INTRODUCCIÓN.
1.1. EJEMPLOS DE APLICACIÓN.
1.2. CLASIFICACIÓN.
2. ECUACIÓN GENERAL.
3. ALETAS RECTAS DE SECCIÓN CONSTANTE.
3.1. HIPÓTESIS DE CÁLCULO.
- Aleta muy larga.
- Calor despreciable en el extremo de una aleta.
- Convección en el extremo de la aleta.
3.2. COMPARACIÓN ENTRE LOS RESULTADOS OBTENIDOS
CON LA APLICACIÓN DE LASTRES HIPÓTESIS.
4. ALETAS DE SECCIÓN VARIABLE. ALETAS ANULARES.
5. EFICIENCIA.
6. EFECTIVIDAD. CONDICIONES DE UTILIZACIÓN DE ALETAS.
7. CARACTERIZACIÓN DE SUPERFICIES ALETEADAS.
7.1. RESOLUCIÓN POR ANALOGÍA ELÉCTRICA.
7.2. CONFIGURACIONES ALETEADAS COMPLEJAS
8. CONSIDERACIONES DE DISEÑO.
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INTRODUCCIÓN
OBJETIVO: AUMENTO DEL CALOR DISIPADO POR
CONVECCIÓN AL AMBIENTE.
Tfluido , h

Q=A*h*(Tsup-T fluido)

Tsup , A

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EJEMPLOS DE APLICACIÓN:

J.M. Corberán, R. Royo (UPV)

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J.M. Corberán, R. Royo (UPV)

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1.2. CLASIFICACIÓN:
SECCIÓN CONSTANTE

Aletas rectas

Aguja

Sección constante

Sección constante

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Diapositiva 7

SECCIÓN VARIABLE

Aleta anular de espesor
uniforme

Aleta recta de
Secciónvariable

Aguja
Sección variable

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Aleta anular de espesor
variable

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ECUACIÓN GENERAL
dQconv
dAconv
x

Acond
Q (x+dx)

Q(x)

dx

Balance de energíaQ( x) = Q( x + dx ) + dQconv

dT ( x)
dQconv = h ⋅ (T ( x) − T∞ ) ⋅ dAconv ( x)
dx
Utilización función de diferencia de temperaturas θ ( x ) = T ( x) − T∞
Q( x ) = −k ⋅ Acond ( x ) ⋅

1
d
1 hd

d2
d
θ +
⋅ ⋅ Acond  ⋅ θ − 
⋅ ⋅ ⋅ Aconv  ⋅ θ = 0
A
 dx
A

dx2
 cond dx

 cond k dx


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Diapositiva 9

AGUJAS Y ALETAS RECTAS DE SECCIÓN CONSTANTE

Tf , h

Q
Q
Tb

e

P*x

L

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D
P*x

w

x

Tf , h

Q

Tb

Aconv =P x

A cond A b w. e
A conv 2 . ( w e) . x

Q
x

L
2
π .D
A cond A b
4A conv π . D . x

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Diapositiva 10

1
d
1 hd

d2
d
θ +
⋅ ⋅ Acond  ⋅ θ − 
⋅ ⋅ ⋅ Aconv  ⋅ θ = 0
A
 dx
A

dx2
 cond dx

 cond k dx


h⋅ P
m=
k ⋅ Acond

d 2θ
− m 2 ⋅θ = 0
d x2...