practica

1. Instituto Tecnológico de Mexicali
Practica: Determinar el enfriamiento de una superficie
Materia: Laboratorio integral I
Profesor: Norman Rivera Pasos
Fecha:
25 de noviembre del 2015
Integrantes:
Amador Liera Karen Esperanza
Ceballos Soto Alexandra
García Aguilera Paulina
García Flores Víctor Emmanuel
Meza Alvarado Jair Alexis
Meza Green Leonardo Alfonso
Martínez Moreno Miroslava
Navarro Orrantia Alicia

2. Título:
“ Determinar el enfriamiento de una superficie”
Objetivo:
Determinar el enfriamiento de una superficie por medio de una aleta y sin aleta.
Introducción
Enfriamiento por aleta y sin aleta y su eficiencia
En esta práctica tenemos que encontrar experimentalmente la eficiencia de la
aleta en un material de aluminio y como es su convección libre sin aleta así
podemos ver el comportamiento de esta. La práctica se llevó a cabo con ayuda
de una plancha y así calentamos horizontalmente la superficie del material por
cierto promedio de tiempo y después de este tomamos la temperatura así
comprobamos con y sin aleta.
Marco teórico
Al hablar de superficie extendida, se hace referencia a un sólido que
experimenta transferencia de energía por conducción dentro de sus
límites, así como transferencia de energía por convección e (y/o
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. Caso
A: Aleta con Convección en el extremo: Todas las aletas están
expuestas a convección desde el extremo, excepto cuando el mismo se
encuentre aislado o su temperatura sea igual a la del fluido. Para este
caso se tiene:
1. Caso B: Aleta con extremo Adiabático: Se considera aleta de este tipo
cuando el área del extremo no intercambia calor con el fluido adyacente.
Caso C: Aleta de extremo con Temperatura Establecida: Cuando se
conoce la temperatura en el extremo de la aleta. Caso D: Aleta de
Longitud Infinita
2. DESEMPEÑO DE UNA ALETA Se sabe que las aletas se utilizan para
aumentar la transferencia de calor de una fuente porque acrecientan el
área efectiva de superficie, pero la aleta como tal representa una
resistencia a la conducción 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 ( εf): La
efectividad de una aleta se determina con la ecuación: Ab: Area de

3. contacto entre la base y la aleta EFICIENCIA DE UNA ALETA (ηf ): La
eficiencia de una aleta es la relación que existe entre el calor (Qf) que se
transfiere de una aleta con condiciones determinadas, y la transferencia
de calor máxima (Qmax) que existiría si esa aleta estuviera a la máxima
temperatura (la temperatura de la base).
3. Eficiencia Global En contraste con la eficiencia (ηf ) de una aleta, que
caracteriza el rendimiento solo de una aleta, la eficiencia global (ηo)
caracteriza a varias aletas similares y a la superficie base a la que se
unen, por ejemplo los que se muestran en la figura.
Material
 Un pedazo de metal con aleta en forma de T
 Plancha
 Termómetro Infrarrojo
Procedimiento:
1. Se colocó una base y bajo de ella un mechero
2. Se elevó la temperatura por dos minutos
3. Se tomó la temperatura de la placa
4. Se realizó el mismo procedimiento pero con aleta
Análisis
Cierta parte del calor que se disipo a la altea también se disipo en los tornillos
que acoplan la altea
Cálculos
Cálculos
a) Sinaleta
b) Con aleta
c) La eficienciade unaaleta
d) q total

4. a)
q sinaleta=Ah (Ts - T∞)
A= 7.02X10-3 m2
h= 25 W/m2*k
Ts = 403 K
T∞= 294 K
q sinaleta=(7.02X10-3 m2 * 25 W/m2*k) (403 K- 294 K)
q sinaleta=19.12W
b)
q con aleta= (hpAk)1/2(Ts-T∞)tanhmLc
h= 25 W/m2*k
p= .354 m
K= 209 W/m2*k
A=7.02X10-3 m2
q con aleta= 25 W/m2*k) (.354 m) (209 W/m2*k) (7.02X10-3 m2) (69 K)
q con aleta= 22.46 W
c)
ɳf =
m=
m= 15.46m

5. Lc= L+
Lc= .06 m
ɳf=100
ɳf= 80.3 %
d)
q total= q sinaleta+ q con aleta
q total= (19.12W + 29.9 W/m2*k)
q total = 41.58 W
Conclusión:
La placa de aluminio que utilizamos en prácticas anteriores una vez más nos
ayudó haciéndole un par de modificaciones, este experimento no era tan
complicado solamente teníamos que determinar el enfriamiento sin aleta y con
aleta, de acuerdo a lo realizado en el laboratorio el experimento cumplió con la
teoría pues hubo disminución de temperatura al momento de instalar la aleta a
la placa de aluminio, lo más complicado fue modificar la placa de aluminio, los
cálculos no causaron tanto problema pues ya están definidas las fórmulas para
la forma de aleta que empleamos en nuestro sistema.