Transferencia de Calor en superficies extendidas (aletas)
Enviado por Aldair F. Meza Palacio • 11 de Marzo de 2016 • Tareas • 501 Palabras (3 Páginas) • 346 Visitas
Universidad del Atlántico
Programa de Ingeniería Mecánica
Transferencia de Calor
Transferencia de Calor en superficies extendidas (aletas)
Sergio Ballestas- Aldair Meza Palacio- Dayana Viedma Ariza
Problema 3-121 Transferencia de Calor- Cengel Tercera Edición
Una tarjeta de circuitos eléctricos de 0.3 cm de espesor, 12 cm de alto y 18 cm de largo aloja 80 chips lógicos colocados muy cercanos entre sí sobre uno de los lados, cada uno de ellos disipando 0.04 W. La tarjeta está impregnada con empaste de cobre y tiene una conductividad térmica efectiva de 30 W/m ·°C. Todo el calor generado en los chips es conducido a través de la tarjeta de circuitos y se disipa desde el lado posterior de la misma hacia un medio a 40°C, con un coeficiente de transferencia de calor de 40 W/m2 · °C. a) Determine las temperaturas sobre los dos lados de la tarjeta. b) Ahora al lado posterior de la tarjeta se pega una placa de aluminio (k _ 237 W/m · °C) de 0.2 cm de espesor, 12 cm de alto y 18 cm de largo, con 864 aletas de espiga de aluminio de 2 cm de largo y 0.25 cm de diámetro, con un adhesivo epóxico (k _ 1.8 W/m · °C). Determine las nuevas temperaturas sobre los dos lados de la tarjeta de circuitos eléctricos.
[pic 1]
Datos:
Parte A:
Tarjeta de circuitos con las dimensiones mostradas en la figura.
Con 80 chips lógicos que disipan 0.04 W cada uno.
Impregnada con empaste de cobre con K= 30W/m·°C.
T∞= 40°C.
h∞= 40 W/m2 · °C
Hallar T1 y T2
Parte B:
Se pega una placa de aluminio de k= 237 W/m · °C) de 0.2 cm de espesor, 12 cm de alto y 18 cm de largo.
Numero de aletas: 864 aletas de espiga de aluminio 2 cm de largo y 0.25 cm de diámetro.
Con adhesivo epóxico con K= 1.8 W/m· °C.
Hallar las nuevas T1 y T2.
Solución:
Parte A:
La transferencia de calor total disipado por los chips es:
[pic 2]
La transferencia de calor a través de cada una de las superficies se asume como unas resistencias en serie, de esta forma:
[pic 3]
Y la resistencia total será la suma de cada una de ellas, por tanto se deben calcular cada una de estas resistencias como sigue:
El área de la placa es:
[pic 4]
[pic 5]
[pic 6]
[pic 7]
Entonces las temperaturas a ambos lados de la tarjeta de circuitos se encuentran con la fórmula del calor disipado:
[pic 8]
De donde despejando T1 obtenemos:
...