Este documento describe las superficies extendidas y sus aplicaciones. Define una superficie extendida como un sólido que experimenta transferencia de energía a través de la conducción, convección o radiación dentro de sus límites y alrededores. Explica que las aletas se utilizan comúnmente para aumentar la superficie de contacto y mejorar la transferencia de calor entre un fluido y una superficie. Describe los tipos básicos de aletas y los parámetros clave para analizar su desempeño térmico.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
COMPLEJO ACADÉMICO “EL SABINO”
PROGRAMA DE ING. MECANICA
SUPERFICIES EXTENDIDAS
JOSEPH CHIRINO C.I.- 18770428
JOSEPH_CHIRINO@HOTMAIL.COM
PUNTO FIJO; SEPTIEMBRE DE 2015

2.  SUPERFICIE EXTENDIDA:
SE DENOMINA SUPERFICIE EXTENDIDA A UN SOLIDO QUE
EXPERIMENTA TRANSFERENCIA DE ENERGIA POR
CONDUNCION, CONVECCION O RADIACION DENTRO DE SUS
LIMITES Y LOS ALREDEDORES. CUANDO EXISTEN GRANDES
DIFERENCIAS ENTRE LOS COEFICIENTES PELICULARES DE
TRANSFERENCIA DE CALOR, SE OBTIENE UNA MEJORA
IMPORTANTE AUMENTANDO LA SUPERFICIE DE CONTACTO
CON EL FLUIDO DE MENOR COEFICIENTE:

3.  APLICACIONES:
 Las aletas se utilizan en todos los enfriadores de aire,
refrigeradores en seco, evaporadores y condensadores para
transferir energía desde un medio líquido al aire o desde el aire a un
medio líquido.
 Las aletas aumentan la transferencia de calor de los enfriadores de
aire. Las aletas se utilizan en todos los enfriadores de aire,
refrigeradores en seco, evaporadores y condensadores para
transferir energía desde un medio líquido o refrigerante principal al
aire aunque, en determinadas situaciones, el aire puede estar tan
sucio que exista un riesgo de bloqueo. Las aletas constan de placas
de metal delgadas, con un espesor de 0,12–0,5 mm, que se
encuentran fijadas a un enfriador de aire, refrigerador en seco,
evaporador o condensador. Normalmente, las aletas están hechas
de aluminio, material que tiene una buena conductividad térmica.
 La transferencia de calor entre el metal y el aire resulta menos
eficaz que desde el líquido al metal, por lo que se utilizan las aletas
para aumentar la superficie global y compensar así el menor
rendimiento metal-aire.

5.  TIPOS DE ALETAS:
Aletas longitudinales
 Se utilizan en intercambiadores de tubos concéntricos y de
camisa y tubos (sin chicanas), cuando uno de los fluidos es
viscoso y escurre en régimen laminar

6.  ALETAS TRANSVERSALES
Usadas ampliamente para el calentamiento
o enfriamiento de gases en flujo cruzado.

7.  ALETAS CIRCULARES:

8.  MATERIALES DE LAS ALETAS:
• EL MATERIAL DEL CUAL ESTA
CONFORMADO UNA ALETA DEBE TENER
UNA CONDUCTIVIDAD TERMICA ALTA
PARA MINIMIZAR LAS VARIACIONES DE
LA TEMPERATURA DESDE LA BASE A LA
PUNTA.

9.  Parámetros para el análisis de la
aleta:
 Diferencia de Temperaturas (θ)
 Máxima Diferencia de Temperaturas (θb)
 Factor geométrico (m)


10.  Ecuación general de la aleta :
Q-punto cond,x = Q-punto cond,x+Dx + Q-
punto conv

11.  CASOS:
 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:

12.  Caso B: Aleta con extremo
Adiabático:
Se considera aleta de este tipo cuando el
área del extremo no intercambia calor con
el fluido adyacente.

13.  Caso C: Aleta de extremo con
Temperatura Establecida:
Cuando se conoce la temperatura en el
extremo de la aleta.

14.  Caso D: Aleta de Longitud Infinita :

15.  Corrección de Caso A a Caso B:
Sólo debe corregirse la longitud L de una
aleta con convección en el extremo, por
LC y analizarla como una aleta con
extremo adiabático más larga como se
muestra en la figura:
Aleta de Perfil Rectangular: Lc = L + t/2
Aleta Cilíndrica: Lc = L + D/4