Superficies extendidas.

El término de superficie extendida se usa normalmente con referencia a un sólido que

experimenta transferencia de calor por conducción dentro de sus límites, así como

transferencia de calor por convección y/o radiación entre sus límites y alrededores

La aplicación más frecuente es el uso de las superficies extendidas de manera

específica para aumentar la rapidez de transferencia de calor entere un sólido y un fluido

contiguo. Esta superficie extendida se denomina aleta.

Dentro de sus usos comunes tenemos los radiadores (enfriadores de agua de

enfriamiento de los sistemas de combustión interna) la estructura externa de la cámara

(cilindro) de los motores de motocicletas, etc. La eficiencia de calor más efectiva se logra

aumentando el Área de la superficie a través de la cual ocurre convección.

Aleta recta.

Con Área constante, y donde: θ=T−T ∞

La ecuación está dada por: d2θd x2

−hPkAθ=0→θ ( x ) e±mx→m≡√ hPkA

Y en la cual las condiciones de frontera son:

1. Base: θ (0 )=θb=T−T ∞2. Extremo (x = L): 4 casos

a) Disipación convectiva.

b) Extremo aislado.

c) Mantenido a temperatura constante.

d) Aleta infinita (L→∞ )

Caso A: Disipación convectiva en x = L

El calor disipado por la aleta es el que llega de la base.

En la base: θ (0 )=θb y en el extremo: −kAdθdx|x=L=hAθ(L)

Calor disipado: q=¿

Caso B: Extremo aislado.

El calor disipado por la aleta es el que llega de la base.

En la base: θ (0 )=θb y en el extremo: dθdx|x=L=0

Calor disipado: q=hP∫0

L

θ ( x )dx

Caso C: Extremo a temperatura fija.

En la base: θ (0 )=θb y en el extremo: θ ( x=L )=θL=T L−T ∞

Calor disipado: q=[hP∫0

L

θ ( x )dx ]+hAθLCaso D: Aleta muy larga.

En la base: θ (0 )=θb y en el extremo: θ ( x→∞ )=0T L=T ∞

Calor disipado: q=[hP∫0

L

θ ( x )dx ]=θb√hPkA

Bibliografía.

- “Superficies Extendidas”. R. Royo J. M. Cobernan Cuso 2000-2001. Recuperado el 13 de

Mayo de 2014 de http://www.upv.es/entidades/DTRA/infoweb/dtra/info/U0296617.pdf