laboratorio integral 1

Practica 10: Estimación de la energía disipada por una aleta y su eficiencia.

Alumna: Delly Baltazar Armenta

INTRODUCCION

En esta práctica, nuestro objetivo principal es la determinación de la energía

disipada por una aleta y su eficiencia, para ello debemos pensar la manera de

obtener los resultados adecuados.

Aquí presentare la teoría en la que me base para realizar cálculos y obtener los

resultados del experimento hecho en el laboratorio, solo hicimos un intento, ya que

el tiempo lo teníamos medido y no pudimos realizar un segundo intento para

corroborar nuestros resultados.

OBJETIVO

Determinar la energía disipada por una aleta y su eficiencia

MARCO TEORICO

Cuando se habla de una superficie extendida (aleta) se hace referencia a un sólido

que experimenta transferencia de energía por conducción dentro de sus límites,

así como transferencia de energía por convección 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.

Los siguientes casos son para obtener la transferencia de calor de una aleta

Caso 1: 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.

Caso 2: Aleta con extremo adiabático

Se considera aleta de este tipo cuando el área del extremo no intercambia calor

con el fluido adyacente.

Caso 3: Aleta de extremo con temperatura establecida

Cuando se conoce la temperatura en el extremo de la aleta.

Caso 4: Aleta de longitud infinita

Desempeño de una aleta

Se sabe que las aletas se utilizan para aumentar la transferencia de calor de una

fuente porque acrecientan el área efectiva de superficie, pero la aleta como tal

representa una resistencia a la conducción del calor, por eso no hay seguridad de

que la aleta aumente la transferencia de calor por ello se define la efectividad y

eficiencia de una aleta como:

Efectividad de una aleta

εf= QfQ sinaleta

Eficiencia de una aleta

Es la relación que existe entre el calor (Qf) que se transfiere de una aleta con

condiciones determinadas y la transferencia de calor máxima (Qmax) que existiría

si esa aleta estuviera a la máxima temperatura (la temperatura de la base).

n f=QfQmax

= Qfh A f θb

MATERIAL Y EQUIPO

Vaso de precipitado de 1000 ml

Plancha eléctrica

Cubo con aleta

Termómetro

PROCEDIMIENTO

Calentamos agua en el vaso de precipitado 750 ml

Ya que se llega a la máxima temperatura, se vierte el agua en el cubo con

aletas.

Se espera hasta que haya equilibrio entre el cubo con aleta y el agua

vertida en él.

Se lee la temperatura con el termómetro infrarrojo, tanto en la aleta como

en la pared superior a la aleta y la inferior también.

Se toman las medidas del cubo con aleta para poder realizar los cálculos

CALCULOS Y RESULTADOS

Temperatura (°C)

Al inicio A los 5 min A los 10 min

Aleta 54 54.2 51.4

Pared 56.4 55.2 54.4

Ambiente 28 28 28

Qf=√hPkA (T o−T ∞ ) tanhmL

Medición Aleta (m) Cubo (m)

Espesor 0.003 0.003

Ancho 0.032 0.105

Largo 0.105 0.095

Qf=√2.9 wm2 ° C (0.200m )(80.2 wm °C) (3.15 x10−4m2 ) (54.4−51.4 ° C )

Qf=0.36watts

nf= 0.36w

(2.9w /m2 °C )(3.15x 10−4m2)(54.4 °C )=7.2

CONCLUSION

Después de tomar las medidas necesarias del cubo de hierro y la aleta, y

buscando información teórica sobre las fórmulas para calcular el calor y la

eficiencia, aplique las ecuaciones y los resultados se representan arriba.

De esta manera podemos observar que las aletas son eficientes al momento de

disipar el calor de un fluido.

REFERENCIAS

http://termoaplicadaunefm.files.wordpress.com/2012/01/clase-de-aletas.pdf

http://www.telecable.es/personales/albatros1/calor/

transferencia_de_calor_B_aletas.htm