Este documento describe una práctica de laboratorio para calcular la eficiencia de aletas. Los estudiantes midieron las temperaturas de una placa base y sus aletas calentadas por agua a diferentes temperaturas. Luego, usaron ecuaciones de transferencia de calor para calcular la eficiencia de las aletas, la cual varió de 1.74% a 81.1% dependiendo de las condiciones. El documento concluye que las aletas rectangulares son más efectivas para disipar calor que otras geometrías.

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Instituto Tecnológico de Mexicali
Ingeniería Química
Materia:
Laboratorio Integral I
Tema:
Práctica 11
Cálculo de eficiencia de aletas
Integrantes:
Blancas Wong Luis Adolfo 12490708
Blanchet guardado Jesús Eduardo 14490773
Torres Tinoco Josua Fernando 13490889
Juárez Zavala Celina 15490304
Huizar Zavala Felipe de Jesús 12490398
Nombre del profesor:
Norman Edilberto Rivera Pazos
Mexicali, B.C. a 22-05-17

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Índice
Práctica
Título: “cálculo de eficiencia de aletas”
Objetivo 1
Introducción 1
Marco teórico 2
Procedimiento 3
Cálculos 3
Análisis 4
Observaciones 4
Conclusión 4

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Práctica 11
Título:
“Cálculo de eficiencia de aletas”
Objetivo:
Observar cómo se comporta la transferencia de calor por conducción, convección y
radiación en el calentamiento de una superficie extendida y su forma de disipar el calor
de esta con aletas.
Introducción
Las aletas se usan para aumentar la superficie efectiva de transferencia de calor entre
una superficie y el fluido que la rodea. Se justifica la utilización de las aletas o superficies
extendidas cuando se da la presencia de un coeficiente de película relativamente bajo o
existe un fluido que controla la transferencia de calor. Existe una gran variedad de formas
geométricas. En la Figura 1 se muestran dos tipos de aletas, con sección transversal no
uniforme, bastante utilizadas: aleta triangular recta y aleta anular de espesor uniforme.
La solución de la ecuación diferencial para el caso de aletas con sección transversal
uniforme y considerando las condiciones reales de frontera es relativamente sencilla.
Harper y Brown utilizaron una longitud corregida de la aleta, L, para extender la solución
obtenida en una aleta con extremo aislado, para ser utilizada en una aleta finita con
convección en el extremo y el error que resulta de esta aproximación es menor del 1%,
con algunas limitaciones. Estas soluciones aproximadas se extienden a geometrías con
sección transversal no uniforme y son presentadas en forma de gráficas, con la indicación

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respectiva para la evaluación de los parámetros geométricos.
Marco teórico
Se calculó la eficiencia con diferentes temperaturas que son de 25 y 5 grados Celsius.
Dimensiones de la superficie.
Longitud de toda la placa: 18.5 cm
Ancho de toda la placa: 6 cm
Ancho de la aleta: 2 mm
Grosor de la placa inferior: 5.1 mm
Altura de las aletas: 2 cm
Cálculos de la eficiencia de las aletas.
Agua Base Aleta
42°C 30.3°C 29.9°C
40°C 31°C 29.4°C
50°C 34.5°C 32.7°C
58°C 38.8°C 34.3°C

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qaleta= √hPKA (T0-T∞) tanh mL
ηaleta=tanh mL/mL
η=(30.44m-1)(.02m)/ 30.44(.02m)
η=tanh (0.6088)/ 0.6088
η=0.0174≈1.74
η= tanh(0.8547)/ 0.8547
ηaleta=0.811=81.1%
Procedimiento:
Para el procedimiento de calcular la eficiencia de una aleta se tomaron muchos
parámetros en cuenta como lo es la temperatura del agua, la temperatura de los
alrededores (T∞), el coeficiente de conducción de calor del material (KAl= 237W/m2K), el
coeficiente de transferencia de calor del agua a la temperatura ambiente, el número de
aletas de nuestra placa para disipar el calor y el aumento de la temperatura en cada
una de ellas. Así, se empezaron los cálculos de q” por conducción y por radiación.
Para saber el calor transferido por la aleta se usó la ecuación qaleta= √hPKA (T0-T∞) tanh
mL y por consiguiente se sustituyeron los valores y se llegó al resultado de que en cada
aleta se disipan 4.0011 W.
Para esta ecuación se tomaba en cuenta m, P, t, y W que son las dimensiones
de una aleta a ser analizada.
Cálculos, resultados y gráficas
Para los cálculos de la eficiencia se utilizó la ecuación:
𝜂 𝑎𝑙𝑒𝑡𝑎 =
tanh⁡( 𝑚𝐿)
𝑚𝐿

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Observaciones
Nos dimos cuenta que el cálculo de las aletas es un procedimiento complicado porque
varían muchos parámetros muy delicados como la temperatura de los alrededores que
es difícil de mantenerla constante. También, la conducción de calor debe ser muy bien
medida porque se pueden apreciar en los resultados que puede dispararse la conclusión
de los Watts por cada aleta.
Conclusiones
Se puede llegar a la conclusión de que es mucho más efectivo una superficie con aletas
rectangulares para disipar el calor por radiación, convección y conducción usando las
ecuaciones correctas y las medidas correctas.