Eg036 conduccion superficies extendidas
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Mecanismos de Transferencia de Calor: Conducción
Superficies extendidas (aletas)
Ejercicio guiado
Curso de adaptación a Grado de Ingeniería Mecánica
Una varilla de aluminio de sección transversal rectangular de 2 mm de espesor, 80 mm de anchura y 50 mm de longitud, tiene en su base de contacto con la culata una temperatura de 250°C. Si la temperatura del medio que lo rodea es de 15ºC, determine:
a) La eficiencia de la aleta
b) La cantidad de calor disipada al exterior
Datos:
• Coeficiente k de transmisión de calor por conducción = 200 Kcal/m·h·ºC
• Coeficiente h de transmisión de calor por convección = 40 Kcal/m2·h·ªC
Enunciado
k = 200 Kcal/h·m·ºC
planteamiento1. Dibuja el esquema del
problema
2. Introduce las condiciones de contorno y las
propiedades de los materiales y fluido
h = 40 Kcal/h·m2·ºC
3. Dibuja el esquema del resistencias térmicas
Rcond,
aleta
Rconv, exterior
T exterior
T base
T superficie
aleta
1. Condiciones de operación estacionarias
2. El coeficiente de transferencia de calor por convección es constante en todo el área de las aletas
3. La conductividad térmica es constante
4. La transferencia de calor por radiación es despreciable
planteamiento4. Define las hipótesis
5. Identifica las cuestiones: ¿qué es lo que se pide?
Eficiencia de la aleta
Calor que atraviesa la aleta; para ello es necesario calcular previamente la eficiencia de la aleta, por lo que el apartado a, aunque no se solicitase, habría que calcularlo igualmente.
71,010·2200
40210·50
23
3
kb
hL c
86,0
Aleta de perfil rectangular
resoluciónEficiencia de la aleta
6. Identificar la gráfica que se adapte a la geometría
de la aleta empleada
7. Calcular los parámetros que la gráfica requiera
8. Calcular la eficiencia de la
aleta
idealaletaaletarealaletaidealaleta
realaletaaleta QQ
Q
Q,,
,
, ·
)(, TTAhQ baletacidealaleta
1525010·8010·5024086,0 33,
xxTTAhQ baletacaletarealaleta
resoluciónCalor transferido
9. Relacionar el calor ideal con el calor real
transferido
10.Calcular el calor ideal o máximo que puede
evacuar la aleta
Kcal/h67,64, realaletaQ11.Obtener el calor real
transferido por la aleta