Transferencia de Calor en Aletas

Laboratorio de Operaciones Unitarias  [pic 1]

Facultad de Minas

Sede Medellín

Practica 1 -  Transferencia de Calor en Aletas

Carlos Andres Quesada Diaz Ingeniería Química 

Resumen

En el desarrolla de esta práctica, se busca de analizar la incidencia del del área de transferencia de calor en aletas, esta práctica se desarrolló mediante un emulador disponible en internet, denominado Wólfram, en este se seleccionan dos temperaturas y una configuración de aleta a 3 diferentes tamaños y 3 diferentes materiales con el fin de obtener valores de la efectividad de la transferencia de calor en las aletas, respecto a su tamaño y material.

Introducción

El término superficie extendida se utiliza comúnmente para representar un caso especial importante que implica la transferencia de calor por conducción dentro de un sólido y la transferencia de calor por convección (y/o radiación) desde los límites del sólido, para una superficie extendida, la dirección de la transferencia de calor desde los límites es perpendicular a la dirección principal de la transferencia de calor en el sólido. Su principal función es el aumento del área de transferencia de calor y se utiliza cuando se tiene una pequeña diferencia de temperatura y un bajo coeficiente convectivo.

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Figura 1. Superficies extendidas típicas

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Figura 2. Representación de la transferencia de calor en una superficie extendida

Experimento

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Planteamiento del problema

Esta demostración busca calcular la transferencia de calor a través de una sola aleta (rectangular o en espiga) montada en un disipador de calor.  Para esto se utilizan los controles deslizantes para variar la longitud de la aleta y la temperatura del aire ambiente. Seleccionamos el material de la aleta en el menú desplegable. La distribución de la temperatura se muestra en la superficie de la aleta utilizando una escala de colores (el rojo es el más caliente, el azul el más frío), y la temperatura de la punta de la aleta se muestra a la derecha junto con la leyenda de la temperatura. El grosor de la aleta rectangular y el diámetro de la aleta de espiga son ambos de 1,5 mm. La tasa de transferencia de calor a través de la aleta se calcula y se muestra por encima de la aleta, así como la efectividad de la aleta, la relación de la tasa de transferencia de calor de la aleta a la tasa de transferencia de calor sin la aleta. Se supone que la punta de la aleta es adiabática y que el flujo de aire es laminar.

Resultados

Cálculos

Discusión – Causas de erros

Conclusiones

Referencia

[1] T. L. Bergman, A. S. Lavine, F. P. Incropera, and D. P. DeWitt, Introduction to Heat Transfer, 6th ed., Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2011.

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