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Transferencia de Calor

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TRANSFERENCIA DE CALOR.
ING. DIMAS AMAYA.
BR. XAVIER MORALES.
ALET
AS.
También conocidas como superficies extendidas, son elementos
que se utilizan para aumentar la transferencia de calor entre un
fluido y un cuerpo sólido; todas tienen en común una superficie
que se extiende desde el cuerpo sólido para aumentar el área de
contacto con el fluido y, por lo tanto, aumentar la transferencia de
calor. Por lo general, las aletas tienen una forma rectangular o
triangular y se colocan en un patrón regular en la superficie del
cuerpo sólido.
La eficacia de las aletas de transferencia de calor depende de
varios factores, como la geometría de la aleta, la conductividad
térmica del material de la aleta, la velocidad del fluido y la
temperatura de los fluidos involucrados. En general, las aletas de
transferencia de calor son una herramienta útil para mejorar la
eficiencia y el rendimiento de los equipos de transferencia de
calor.
Son una herramienta muy útil para mejorar la eficiencia y el
rendimiento de los equipos de transferencia de calor. Al aumentar
la superficie de contacto entre el fluido y el cuerpo sólido, las
aletas pueden aumentar significativamente la tasa de transferencia
de calor y, por lo tanto, mejorar la eficiencia del proceso de
transferencia de calor. Las aletas de transferencia de calor se
utilizan comúnmente en una amplia gama de aplicaciones, como
en intercambiadores de calor, radiadores, condensadores,
evaporadores y otros equipos de transferencia de calor. En la
industria de la refrigeración y la climatización, las aletas se
utilizan para aumentar la eficiencia de los evaporadores y los
condensadores, lo que puede reducir el consumo de energía y
mejorar el rendimiento de los sistemas de refrigeración y aire
acondicionado.
UTILIDAD.
TIPOS.
• Aletas rectangulares planas: Son el tipo más simple, con una
forma rectangular plana y se utilizan en aplicaciones donde la
velocidad del fluido es baja y la transferencia de calor es
principalmente por conducción.
• Aletas corrugadas: Tienen una forma ondulada y se utilizan
para aumentar la turbulencia del fluido y, por lo tanto, mejorar
la transferencia de calor en aplicaciones con velocidad de
fluido moderada.
• Aletas perforadas: Tienen orificios en la superficie para
aumentar la turbulencia del fluido y mejorar la transferencia
de calor en aplicaciones de alta velocidad de fluido.
• Aletas de aleta y tubo: Son aletas que se colocan en tubos y se
utilizan en intercambiadores de calor. Estas aletas pueden tener
diferentes formas, como aletas rectangulares, corrugadas o
perforadas.
TIPOS.
• Aletas de alta eficiencia: Son aletas con una geometría especial
que maximiza la transferencia de calor. Estas aletas pueden
tener una forma de omega, una forma de turbina o una forma
de doble segmento.
• Aletas de microcanal: Son aletas que se utilizan en
intercambiadores de calor de microcanal, que consisten en
múltiples canales estrechos y paralelos. Estas aletas tienen una
geometría especial para maximizar la transferencia de calor en
estos canales estrechos.
• Aletas de aleta partida: Son aletas que se dividen en dos o más
segmentos para facilitar el montaje y desmontaje en equipos de
transferencia de calor.
• Eficiencia de la aleta (n): mide la capacidad de la aleta para
transferir calor en relación con un cuerpo sólido sin aletas. Se
puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
n= (q/A) / (q / A) sin aletas
donde q es la tasa de transferencia de calor de la aleta, A es el área
de la superficie de la aleta y (q / A) sin aletas es la tasa de
transferencia de calor del cuerpo sólido sin aletas.
• Longitud de la aleta (L): es la longitud de la aleta perpendicular al
flujo de calor. Se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
L= (2kt / hA) tanh(mL)
donde k es la conductividad térmica del material de la aleta, t es el
espesor de la aleta, h es el coeficiente de transferencia de calor del
fluido, A es el área de la superficie de la aleta, m es la raíz cuadrada
del producto de la tasa de transferencia de calor y las propiedades de
la aleta y el fluido, y tanG es la función tangente hiperbólica.
FORMULAS.

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  • 1. TRANSFERENCIA DE CALOR. ING. DIMAS AMAYA. BR. XAVIER MORALES.
  • 2. ALET AS. También conocidas como superficies extendidas, son elementos que se utilizan para aumentar la transferencia de calor entre un fluido y un cuerpo sólido; todas tienen en común una superficie que se extiende desde el cuerpo sólido para aumentar el área de contacto con el fluido y, por lo tanto, aumentar la transferencia de calor. Por lo general, las aletas tienen una forma rectangular o triangular y se colocan en un patrón regular en la superficie del cuerpo sólido. La eficacia de las aletas de transferencia de calor depende de varios factores, como la geometría de la aleta, la conductividad térmica del material de la aleta, la velocidad del fluido y la temperatura de los fluidos involucrados. En general, las aletas de transferencia de calor son una herramienta útil para mejorar la eficiencia y el rendimiento de los equipos de transferencia de calor.
  • 3. Son una herramienta muy útil para mejorar la eficiencia y el rendimiento de los equipos de transferencia de calor. Al aumentar la superficie de contacto entre el fluido y el cuerpo sólido, las aletas pueden aumentar significativamente la tasa de transferencia de calor y, por lo tanto, mejorar la eficiencia del proceso de transferencia de calor. Las aletas de transferencia de calor se utilizan comúnmente en una amplia gama de aplicaciones, como en intercambiadores de calor, radiadores, condensadores, evaporadores y otros equipos de transferencia de calor. En la industria de la refrigeración y la climatización, las aletas se utilizan para aumentar la eficiencia de los evaporadores y los condensadores, lo que puede reducir el consumo de energía y mejorar el rendimiento de los sistemas de refrigeración y aire acondicionado. UTILIDAD.
  • 4. TIPOS. • Aletas rectangulares planas: Son el tipo más simple, con una forma rectangular plana y se utilizan en aplicaciones donde la velocidad del fluido es baja y la transferencia de calor es principalmente por conducción. • Aletas corrugadas: Tienen una forma ondulada y se utilizan para aumentar la turbulencia del fluido y, por lo tanto, mejorar la transferencia de calor en aplicaciones con velocidad de fluido moderada. • Aletas perforadas: Tienen orificios en la superficie para aumentar la turbulencia del fluido y mejorar la transferencia de calor en aplicaciones de alta velocidad de fluido. • Aletas de aleta y tubo: Son aletas que se colocan en tubos y se utilizan en intercambiadores de calor. Estas aletas pueden tener diferentes formas, como aletas rectangulares, corrugadas o perforadas.
  • 5. TIPOS. • Aletas de alta eficiencia: Son aletas con una geometría especial que maximiza la transferencia de calor. Estas aletas pueden tener una forma de omega, una forma de turbina o una forma de doble segmento. • Aletas de microcanal: Son aletas que se utilizan en intercambiadores de calor de microcanal, que consisten en múltiples canales estrechos y paralelos. Estas aletas tienen una geometría especial para maximizar la transferencia de calor en estos canales estrechos. • Aletas de aleta partida: Son aletas que se dividen en dos o más segmentos para facilitar el montaje y desmontaje en equipos de transferencia de calor.
  • 6. • Eficiencia de la aleta (n): mide la capacidad de la aleta para transferir calor en relación con un cuerpo sólido sin aletas. Se puede calcular utilizando la siguiente fórmula: n= (q/A) / (q / A) sin aletas donde q es la tasa de transferencia de calor de la aleta, A es el área de la superficie de la aleta y (q / A) sin aletas es la tasa de transferencia de calor del cuerpo sólido sin aletas. • Longitud de la aleta (L): es la longitud de la aleta perpendicular al flujo de calor. Se puede calcular utilizando la siguiente fórmula: L= (2kt / hA) tanh(mL) donde k es la conductividad térmica del material de la aleta, t es el espesor de la aleta, h es el coeficiente de transferencia de calor del fluido, A es el área de la superficie de la aleta, m es la raíz cuadrada del producto de la tasa de transferencia de calor y las propiedades de la aleta y el fluido, y tanG es la función tangente hiperbólica. FORMULAS.
  • 7. • Eficiencia térmica global (ng): mide la eficiencia de la transferencia de calor de todo el sistema de transferencia de calor, incluyendo las aletas y el cuerpo sólido. Se puede calcular utilizando la siguiente fórmula: ng=9/ (hA_f) donde q es la tasa de transferencia de calor de la aleta, h es el coeficiente de transferencia de calor del fluido, y A_f es el área de la superficie del cuerpo sólido. • Espesor óptimo de la aleta (t_opt): es el espesor de la aleta que maximiza la eficiencia de la transferencia de calor. Se puede calcular utilizando la siguiente fórmula: t_opt = (2k /hm)^(1/3) (A / P)^(2/3) donde k es la conductividad térmica del material de la aleta, h es el coeficiente de transferencia de calor del fluido, m es la raíz cuadrada del producto de la tasa de transferencia de calor y las propiedades de la aleta y el fluido, A es el área de la superficie de la aleta y P es el perímetro de la base de la aleta. FORMULAS.
  • 8. MA TERIAL. • Aluminio: es un material comúnmente utilizado en la construcción de aletas de transferencia de calor debido a su alta conductividad térmica, su bajo peso y su resistencia a la corrosión. Además, el aluminio es fácil de trabajar y se puede producir en diferentes formas y tamaños. • Cobre: es otro material comúnmente utilizado en la construcción de aletas de transferencia de calor debido a su alta conductividad térmica, su resistencia a la corrosión y su capacidad para soportar altas temperaturas. Las aletas de cobre se utilizan comúnmente en aplicaciones de alta temperatura, como en sistemas de refrigeración y aire acondicionado para vehículos. • Acero Inoxidable: es un material resistente a la corrosión y de alta resistencia que se utiliza comúnmente en aplicaciones industriales. Las aletas de acero inoxidable se utilizan en aplicaciones que requieren resistencia a la corrosión y alta resistencia, como en la industria química y petroquímica.
  • 9. APLICACIONES. • Sistemas de Refrigeración. Las aletas se utilizan para mejorar la eficiencia y el rendimiento de los evaporadores y los condensadores. • Radiadores de Automóviles. Las aletas se utilizan se utilizan para aumentar la transferencia de calor y mejorar la eficiencia del enfriamiento del motor. • Industria Alimenticia. Las aletas se utilizan para enfriar y congelar productos alimenticios, como carnes, frutas y verduras.
  • 10. AISLAMIENTO TERMICO. Es una técnica utilizada para reducir la transferencia de calor entre dos superficies con diferentes temperaturas; se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, desde la construcción de edificios hasta la producción de productos químicos y la fabricación de equipos de transferencia de calor. El aislamiento térmico se puede lograr mediante la utilización de materiales aislantes que tienen una baja conductividad térmica, estos materiales tienen la capacidad de reducir la transferencia de calor a través de la convección, la conducción y la radiación.
  • 11. • Ahorro de energía: el aislamiento térmico reduce la transferencia de calor entre dos superficies con diferentes temperaturas, lo que puede ayudar a reducir el consumo de energía en aplicaciones de calefacción, refrigeración y producción de energía. El aislamiento térmico en edificios, equipos industriales y procesos de producción puede reducir la pérdida de energía y la demanda de energía, lo que puede resultar en ahorros significativos de energía y costos. • Eficiencia: el aislamiento térmico puede mejorar la eficiencia de los equipos y procesos de transferencia de calor, como en intercambiadores de calor, calderas y hornos. El uso de aislamiento térmico puede reducir la pérdida de calor y aumentar la eficiencia térmica del equipo, lo que puede mejorar el rendimiento y la calidad de los productos. UTILIDAD.
  • 12. • Confort térmico: El aislamiento térmico puede mejorar el confort térmico en edificios al reducir la transferencia de calor a través de las paredes, techos ventanas. Esto puede ayudar a mantener una temperatura interior constante y cómoda, reducir el ruido exterior y mejorar la calidad del aire interior. • Protección contra incendios: El aislamiento térmico puede ayudar a prevenir la propagación del fuego y reducir los daños causados por incendios. Los materiales aislantes pueden retardar la propagación del fuego y reducir la cantidad de calor generado por el fuego. UTILIDAD.
  • 13. • Aislantes sintéticos Son aquellos que se componen por materiales sintéticos como el plástico, los polímeros procedentes del petróleo y otros más de origen sintético. Son muy efectivos térmicamente. En esta clasificación, podemos encontrar: • Poliestireno expandido (EPS). Uno de los aislantes más utilizados por su baja conductividad térmica y por su densidad. • Poliestireno extruido (XPS). Muy similar al expandido, pero con la ventaja de que se puede mojar por su capacidad absorbente. • Poliuretano. Tiene un mayor rendimiento térmico que los el XPS y el EPS, pero se utiliza generalmente proyectado como espuma. • Rollos reflexivos. Son rollos formados por una o varias capas, de grosor variable, de burbujas de polietileno entre láminas finas de aluminio utilizados especialmente en zonas climáticas suaves. TIPOS.
  • 14. TIPOS. • Lanas minerales. Este es el material aislante más empleado por su alta versatilidad y eficacia, pues además de proporcionar un buen nivel de aislamiento térmico también actúan como aislamiento acústico e incluso contra el fuego. Las lanas minerales se dividen en dos especies: • Lana de roca o lana mineral (SW). Se fabrica con roca volcánica, su presentación es en forma de manta, panel no rígido o rollo. Se utiliza en techos falsos, fachadas, cubiertas, forjados, suelos, tabiques interiores y buhardillas. • Lana de vidrio (GW). Por otro lado, al lana de vidrio se fabrica fundiendo arena a altas temperaturas. Su estructura se conforma de fibras de vidrio finas unidas por un aglomerante o resina. Su calidad es superior a la de roca pues es más resistente a la humedad. • Entre otros.
  • 15. Todos los materiales aislantes se presentan en formatos diferentes, los cuales determinan la manera en la que deben ser aplicados. Los productos de aislamiento térmico se pueden utilizar en: •Laboratorios •Plantas Industriales •Almacenes •Bodegas •Cines •Teatros •Centros Comerciales •Tiendas de Autoservicio •Aulas •Maquiladoras •Agencias APLICACIONES.