Este documento describe las fórmulas para calcular el flujo de calor de una superficie extendida como una aleta. Define una aleta como una superficie que combina conducción y convección de calor de forma unidimensional. Presenta cuatro casos para calcular la transferencia de calor y distribución de temperaturas de una aleta: caso A con convección en el extremo, caso B con extremo aislado, caso C con temperatura establecida en el extremo, y caso D de longitud infinita. También define la eficiencia global de un sistema de aletas.

1. Casos y formulas para el cálculo del flujo de calor de
una superficie extendida (aleta)
Definición de superficie extendida (aleta):
Una superficie extendida (también conocida como aleta) es un sistema que combina la
conducción y la convección. En una aleta se asume que la transferencia de calor es 1D. El
calor también se transfiere por convección (y/o radiación) desde la superficie a los
alrededores.
Las superficies extendidas pueden existir en muchos tipos de situaciones pero son
normalmente utilizadas como aletas para mejor la transferencia de calor al incrementar el
área de convección (y/o radiación). Ellas son particularmente útiles cuando h es pequeño,
o en convección natural con gases.

2. Ecuación general de la aleta:
Balance térmico en elemento de aleta:
Con:
Resulta en:
Con condiciones de borde en el perfil T=T(X) y la disipación
Resolviendo la ecuación anterior se obtienen los siguientes casos que nos sirven para
obtener la transferencia de calor de una aleta, así como también su distribución de
temperaturas:
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:
-Transferencia de calor de la aleta:
- Distribución de temperaturas:

3. Caso B: Aleta con extremo Adiabático
Se considera aleta de este tipo cuando el área del extremo no intercambia calor con el
fluido adyacente.
-Transferencia de calor de la aleta:
- Distribución de temperaturas:
Caso C: Aleta de extremo con Temperatura Establecida
Cuando se conoce la temperatura en el extremo de la aleta.
-Transferencia de calor de la aleta:
- Distribución de temperaturas:
Caso D: Aleta de Longitud Infinita
-Transferencia de calor de la aleta:
- Distribución de temperaturas:

4. Eficiencia Global de una aleta
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:
Donde:
𝑄𝑡 : Transferencia de calor total desde las aletas a la base (espacio libre de aletas).
𝑄 𝑚𝑎𝑥 : Máxima transferencia de calor suponiendo temperatura uniforme en todo el
sistema.
𝐴𝑡 : Área total del arreglo que se expone a la convección (espacios libres de aletas y área
superficial de todas las aletas).
Fuentes de información:
http://termoaplicadaunefm.files.wordpress.com/2012/01/clase-de-aletas.pdf
http://tecno.cruzfierro.com/cursos/mecanismos/2012a/aletas
http://es.scribd.com/doc/22495362/Superficies-extendidas