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• Cristian Mamani

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INTRODUCCION La Transferencia de Calor es, una ciencia de la ingeniería y una disciplina práctica, cuyo objetivo es cuantificar los flujos de transporte de calor en procesos naturales y de Ingeniería. Existen diferentes modos de transferencia de calor como la conducción, la radiación y la convección. Al hablar de Superficie Extendida (Aletas), se hace referencia a un sólido que experimenta transferencia de energía por conducción dentro de sus límites, así como transferencia de energía por convección y/o radiación entre sus límites y los alrededores. Las Aletas, son superficies utilizadas como un mecanismo que acelera el enfriamiento de una superficie, de forma que combinan el sistema de conducción y convección en un área, ya sea, por ejemplo, una pared. Al añadir una aleta a la pared en cuestión, el calor fluirá no sólo por la pared, sino también por la superficie de la aleta, lo cual provocará la aceleración del enfriamiento. Las aletas son utilizadas principalmente cuando el coeficiente de transferencia de calor es muy bajo, esto es compensado con el área añadida por la superficie extendida. Estas superficies, se usan para mejorar la transferencia de calor, y no se deben usar a menos que se justifique el costo adicional y la complejidad del trabajo requerido para su instalación. El desempeño de las aletas, se juzga sobre la base de la comparación de la transferencia de calor al instalarse las aletas, con la razón de transferencia de calor que se tenía antes de instalar las aletas.

CONDUCCIÓN EN ALETAS

DEFINICIÓN: Las Aletas, son sólidos que transfieren calor por conducción a lo largo de su geometría y por convección a través de su entorno, son sistemas con conducción convección. Es decir, estas superficies extendidas o aletas, con respecto a la transferencia de calor, se refiere a un sólido que experimenta transferencia de energía por conducción dentro de sus límites, así como transferencia de energía por convección y radiación entre sus límites y los alrededores. La aplicación más frecuente es aquella en la que se usa una superficie extendida de manera específica para aumentar la rapidez de transferencia de calor entre un sólido y un fluido contiguo. Las aletas se usan cuando el coeficiente de transferencia de calor por convección h es pequeño. Dada la relación que expresa el intercambio de calor por convección de un sólido a un fluido:

Q=hA Δ T Se deduce que el calor disipado por una superficie aumenta con: a) el coeficiente convectivo, b) el área expuesta al fluido, y c) la diferencia de temperatura entre la superficie y el fluido. En los casos en que interesa aumentar la disipación desde una superficie (por ejemplo: la carcasa de motores, intercambiadores de calor) se recurre al uso de superficies extendidas (aletas), especialmente si se tiene una pequeña diferencia de temperatura y un bajo coeficiente convectivo.

Al considerar una superficie plana a temperatura Tp, a la cual se le agrega una barra (o aleta) de sección rectangular, de espesor b (según la dirección vertical, y) largo L (según la coordenada x, normal a la superficie base) anchura l (según la dirección lateral, z). El medio ambiente (aire) está a T0. En principio la distribución de temperatura es tridimensional, T(x,y,z). Pero si se supone que: 1. No hay gradiente de Temperatura definido en la dirección z (∂T/∂z=0). 2. El espesor b es pequeño, de modo que b/k