Este documento presenta los resultados de un experimento para determinar la eficacia de las aletas en la transferencia de calor. En el experimento, agua caliente se colocó en tubos con y sin aletas, y se midieron las temperaturas del agua y las superficies de los tubos. Los resultados mostraron que el agua en el tubo con aletas se enfrió más rápido, indicando que las aletas aumentan el área de contacto y mejoran la transferencia de calor. El cálculo determinó que la eficiencia de las aletas

1. Norman E. Rivera Pazos
Práctica #9
Eficiencia de Aletas
i
José Ricardo Silva Talamantes
Gabriel Manjarrez Albarrán
Diana Pérez Santoyo
Fernanda Barrera Gutiérrez
Francisca Sánchez Sánchez
José Víctor Muñoz Saucedo
Laboratorio Integral I

2. Introducción
El presente reporte de laboratorio tiene como finalidad presentar los conocimientos
adquiridos en la pasada práctica de laboratorio llamada “Eficiencia de Aletas”.
Correspondiente a la materia de Laboratorio Integral, impartida por el profesor Norman
Edilberto Rivera Pazos, en el Instituto Tecnológico de Mexicali.
El presente reporte presentara un experimento mediante el cual determinamos la eficacia
de las superficies extendidas en un tubo, las aletas sirven para disipar calor por medio de
convección aumentando el área de convección , mediante un sencillo experimento
determinaremos la eficacia que estas superficies extendidas tienen, el experimento
consiste en introducir agua caliente en un tubo con aletas y realizar las mediciones
pertinentes de temperaturas para así poder determinar esa eficacia por medio de la
transferencia de calor que hubo con el ambiente.
Objetivo.
Por medio de un experimento determinar la eficacia de superficies extendidas en un tubo.

3. 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.
D
Donde:
kt
h
m
wtA
wP
TTT
TermicaConduccionCoefk
TermicaConveccionCoefh
2
2
)0(
.
.








4. Calcular la transferencia de calor total considerando la transferencia de calor por
convección de la parad y las aletas:
QsNaQfQt 
))((
.



TTshAedciadelaParTransferenQs
sciadeAletatransferenQf
deAletasNumNa
Eficiencia De Una Superficie Extendida
Al agregar una superficie extendida, se incrementa la superficie de transferencia de calor
y se introduce una resistencia a su conducción mediante el material que se aumentó.
La eficiencia de una aleta se define como el cociente de del calor disipado en realidad,
sobre el calor que la misma aleta podría disipar si toda su superficie estuviera a la
temperatura de la base:
maxq
q

En el caso de una aleta de sección transversal constante:
Fuente:http://www.slideshare.net/fullscreen/MateoLeonidez/transferencia-de-
calorsegundaedicinmanrique/68

5. Donde las pérdidas de calor por el extremo libre son despreciables:
)()(max
:
tanh)(
00
0
0




 TThPLdxTTPhq
y
mLTThPkAq
L
Sustituyendo en η:
mL
mLtanh

Donde:
kt
h
m
22

Material y Equipo
Material
 Vaso de Precipitado de 1000ml
 Termómetro de mercurio
 Dispositivo a medir (Tubo con aletas)
Equipo
 Termómetro de Pistola
 Plancha de calentamiento
 Vernier

6. Procedimiento:
1. Se pone a calentar aproximadamente 500ml de agua
2. Se vierte agua dentro del cilindro aletada como en el no aletada
3. Se deja pasar un tiempo aproximado de 5 minutos para que la temperatura de las
paredes y del cilindro entren en equilibrio con la temperatura del agua
4. Una vez conseguido esto se toma la temperatura del agua, pared externa del
cilindro y la temperatura de ambiente
5. se deja pasar cierto tiempo
6. se toman las temperaturas del agua así como de pared y ambiente (en el cilindro
aletado como no aletado)
7. se graban los resultados
8. se miden altura y perímetro del cilindro , así como las medidas del espesos ,ancho
y largo de las aletas con el instrumento pie del rey

7. Cálculos:
Aletas (hierro forjado)
Datos:
T0= 31,4
Tinf= 28
wrectan= 0,057
WCirculo= 0,078
Wprom= 0,0675
t= 0,003
h= 15
K= 58
L= 0,026
SIN ALETAS
Datos
Ts= 32,2
Tinf= 28
h= 15
A= 0,0030827
A=(piDL)-A
aletas
D= 0,024 q=
Ah(Ts-Tinf)
L= 0,057
q= 0,19421002
Eficiencia:
n= qt/qmax= Tanh(mL)/mL
n= 0,96287907
P= 0,135
A= 0,0002025
m= 13,1306433
q= 0,17236498
q de 6 aletas= 1,0341899

8. Conclusiones:
Temperaturas al final del experimento
aletas sin aletas
agua 33.2 ˚c 32.4 ˚c
pared 32.2 ˚c 31.4 ˚c
ambiente 28˚c 28˚c
Se puede concluir que con aletas la trasferencia de calor es más rápida ya que
aumentamos el área de contacto , que favorece la transferencia de calor por convección y
se ve reflejado en la temperatura del agua que se enfrió más en el cilindro aletado que sin
aletar , la eficiencia de las aletas se determinó de Ƞ=0,96287907
Referencias:
1. MANRIQUE, Valadez José Ángel; Transferencia de calor, Ed. Oxford, 2da ed.,
México, D.F., 2002, págs. 67-69.
2. http://www.slideshare.net/MateoLeonidez/transferencia-de-
calorsegundaedicinmanrique (consultado11/04/14).