Marco terico
El uso de superficies extendidas es de especial importancia en
aplicaciones donde se desea incrementar el flujo de calor y no se
dispone del rea superficie, o porque el coeficiente de
transferencia de calor es relativamente bajo. La frase superficie
extendida se usa normalmente con referencia a un slido que
experimenta transferencia de energa por conduccin dentro de sus
lmites, as como transferencia de energa por conveccin (y/o)
radiacin entre sus lmites y los al rededores. Jos ngel Manrique
Valadez. (2005). Transferencia de calor. Mxico: Alfaomega.
Aumentar h (mayor velocidad o densidad del flujo) Reducir
(enfriando el flujo entrarte) Aumentar el rea convectiva (a travs
de aletas)
Las aletas se usan para aumentar la superficie efectiva de
transferencia de calor entre una superficie y el fluido que la
rodea. Se justifica la utilizacin de las aletas o superficies
extendidas cuando se da la presencia de un coeficiente de pelcula
relativamente bajo o existe un fluido que controla la transferencia
de calor.
Existe una gran variedad de formas geomtricas. En la Figura 1 se
muestran dos tipos de aletas, con seccin transversal no uniforme,
bastante utilizadas: aleta triangular recta y aleta anular de
espesor uniforme.
Figura 1 aletas triangular recta y anular de espesor
uniforme.
Las tcnicas convencionales como aire intercambiando calor o
disipadores de calor aleteados son las soluciones para el control
trmico ms usadas en la industria electrnica actualmente,
principalmente por su bajo costo, su alta seguridad y su facilidad
de manufactura.
Los disipadores de calor aleteados en los dispositivos
electrnicos dependen de la conduccin trmica del conjunto electrnico
pegado a la base de los disipadores de calor, tambin de la
conduccin trmica de las superficies extendidas y la conveccin al
flujo. Un aspecto nico de los intercambiadores de calor aletados
usados en los dispositivos electrnicos es la posibilidad de que el
flujo pueda pasar completamente por el centro del disipador y de la
misma forma desviar el flujo para que este pase por los espacios
que se encuentran entre las aletas.
Al hablar de superficie extendida, se hace referencia a un slido
que experimenta transferencia de energa por conduccin dentro de sus
lmites, as como transferencia de energa por conveccin e (y/o
radiacin) entre sus lmites y los alrededores.Las aletas se usan
cuando el coeficiente de transferencia de calor por conveccin h es
pequeo.
Parmetros para el anlisis de la aleta:
Diferencia de Temperaturas ():
Mxima Diferencia de Temperaturas (b):
Factor geomtrico (m):
Desempeo de una aleta
Se sabe que las aletas se utilizan para aumentar la
transferencia de calor de una fuente porque acrecientan el rea
efectiva de superficie, pero la aleta como tal representa una
resistencia a la conduccin del calor, por eso no hay seguridad de
que la aleta aumente la transferencia de calor por ello se define
la efectividad y eficiencia de una aleta como.
Efectividad de una aleta ( f):
La efectividad de una aleta se determina con la ecuacin:
Ab: rea de contacto entre la base y la aleta
Eficiencia de una aleta (f ):
La eficiencia de una aleta es la relacin que existe entre el
calor (Qf) que se transfiere de una aleta con condiciones
determinadas, y la transferencia de calor mxima (Qmax) que existira
si esa aleta estuviera a la mxima temperatura (la temperatura de la
base).
rea de superficie de la aleta que se expone a conveccin. Ing.
Isaac Hernndez. (2012). TRANSFERENCIA DE CALOR EN SUPERFICIES
EXTENDIDAS. Mayo 2013, de UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
FRANCISCO DE MIRANDA Sitio web:
https://termoaplicadaunefm.files.wordpress.com/2012/01/clase-de-aletas.pdf
Conclusiones Elio Florencio Ruiz.
La transferencia de calor es el proceso por el que se
intercambia energa en forma de calor entre distintos cuerpos, o
entre diferentes partes de un mismo cuerpo que estn a distintas
temperaturas. Tomando la conduccin y la conveccin como mecanismos
de transferencia de calor se modela la ecuacin que rige el fenmeno
de superficies extendidas en las aletas para encontrar los perfiles
de temperatura que se encuentran en dicho sistema, una seccin
elemental de la aleta que es tanto conductora, como apta para la
transferencia de calor.
