El documento describe las aletas de transferencia de calor, que se utilizan para aumentar la superficie de contacto entre un fluido y un cuerpo sólido y mejorar la transferencia de calor. Las aletas pueden tener diferentes formas y materiales, y se usan comúnmente en aplicaciones como sistemas de refrigeración y radiadores de automóviles para mejorar la eficiencia. Las fórmulas se utilizan para calcular la longitud, espesor y eficiencia de las aletas.

1. TRANSFERENCIA DE CALOR.
ING. DIMAS AMAYA.
BR. XAVIER MORALES.

2. ALET
AS.
También conocidas como superficies extendidas, son elementos
que se utilizan para aumentar la transferencia de calor entre un
fluido y un cuerpo sólido; todas tienen en común una superficie
que se extiende desde el cuerpo sólido para aumentar el área de
contacto con el fluido y, por lo tanto, aumentar la transferencia de
calor. Por lo general, las aletas tienen una forma rectangular o
triangular y se colocan en un patrón regular en la superficie del
cuerpo sólido.
La eficacia de las aletas de transferencia de calor depende de
varios factores, como la geometría de la aleta, la conductividad
térmica del material de la aleta, la velocidad del fluido y la
temperatura de los fluidos involucrados. En general, las aletas de
transferencia de calor son una herramienta útil para mejorar la
eficiencia y el rendimiento de los equipos de transferencia de
calor.

3. Son una herramienta muy útil para mejorar la eficiencia y el
rendimiento de los equipos de transferencia de calor. Al aumentar
la superficie de contacto entre el fluido y el cuerpo sólido, las
aletas pueden aumentar significativamente la tasa de transferencia
de calor y, por lo tanto, mejorar la eficiencia del proceso de
transferencia de calor. Las aletas de transferencia de calor se
utilizan comúnmente en una amplia gama de aplicaciones, como
en intercambiadores de calor, radiadores, condensadores,
evaporadores y otros equipos de transferencia de calor. En la
industria de la refrigeración y la climatización, las aletas se
utilizan para aumentar la eficiencia de los evaporadores y los
condensadores, lo que puede reducir el consumo de energía y
mejorar el rendimiento de los sistemas de refrigeración y aire
acondicionado.
UTILIDAD.

4. TIPOS.
• Aletas rectangulares planas: Son el tipo más simple, con una
forma rectangular plana y se utilizan en aplicaciones donde la
velocidad del fluido es baja y la transferencia de calor es
principalmente por conducción.
• Aletas corrugadas: Tienen una forma ondulada y se utilizan
para aumentar la turbulencia del fluido y, por lo tanto, mejorar
la transferencia de calor en aplicaciones con velocidad de
fluido moderada.
• Aletas perforadas: Tienen orificios en la superficie para
aumentar la turbulencia del fluido y mejorar la transferencia
de calor en aplicaciones de alta velocidad de fluido.
• Aletas de aleta y tubo: Son aletas que se colocan en tubos y se
utilizan en intercambiadores de calor. Estas aletas pueden tener
diferentes formas, como aletas rectangulares, corrugadas o
perforadas.

5. TIPOS.
• Aletas de alta eficiencia: Son aletas con una geometría especial
que maximiza la transferencia de calor. Estas aletas pueden
tener una forma de omega, una forma de turbina o una forma
de doble segmento.
• Aletas de microcanal: Son aletas que se utilizan en
intercambiadores de calor de microcanal, que consisten en
múltiples canales estrechos y paralelos. Estas aletas tienen una
geometría especial para maximizar la transferencia de calor en
estos canales estrechos.
• Aletas de aleta partida: Son aletas que se dividen en dos o más
segmentos para facilitar el montaje y desmontaje en equipos de
transferencia de calor.

6. • Eficiencia de la aleta (n): mide la capacidad de la aleta para
transferir calor en relación con un cuerpo sólido sin aletas. Se
puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
n= (q/A) / (q / A) sin aletas
donde q es la tasa de transferencia de calor de la aleta, A es el área
de la superficie de la aleta y (q / A) sin aletas es la tasa de
transferencia de calor del cuerpo sólido sin aletas.
• Longitud de la aleta (L): es la longitud de la aleta perpendicular al
flujo de calor. Se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
L= (2kt / hA) tanh(mL)
donde k es la conductividad térmica del material de la aleta, t es el
espesor de la aleta, h es el coeficiente de transferencia de calor del
fluido, A es el área de la superficie de la aleta, m es la raíz cuadrada
del producto de la tasa de transferencia de calor y las propiedades de
la aleta y el fluido, y tanG es la función tangente hiperbólica.
FORMULAS.

7. • Eficiencia térmica global (ng): mide la eficiencia de la
transferencia de calor de todo el sistema de transferencia de
calor, incluyendo las aletas y el cuerpo sólido. Se puede
calcular utilizando la siguiente fórmula:
ng=9/ (hA_f)
donde q es la tasa de transferencia de calor de la aleta, h es el
coeficiente de transferencia de calor del fluido, y A_f es el área de
la superficie del cuerpo sólido.
• Espesor óptimo de la aleta (t_opt): es el espesor de la aleta que
maximiza la eficiencia de la transferencia de calor. Se puede
calcular utilizando la siguiente fórmula:
t_opt = (2k /hm)^(1/3) (A / P)^(2/3)
donde k es la conductividad térmica del material de la aleta, h es
el coeficiente de transferencia de calor del fluido, m es la raíz
cuadrada del producto de la tasa de transferencia de calor y las
propiedades de la aleta y el fluido, A es el área de la superficie de
la aleta y P es el perímetro de la base de la aleta.
FORMULAS.

8. MA
TERIAL.
• Aluminio: es un material comúnmente utilizado en la
construcción de aletas de transferencia de calor debido a su
alta conductividad térmica, su bajo peso y su resistencia a la
corrosión. Además, el aluminio es fácil de trabajar y se puede
producir en diferentes formas y tamaños.
•
Cobre: es otro material comúnmente utilizado en la
construcción de aletas de transferencia de calor debido a su
alta conductividad térmica, su resistencia a la corrosión y su
capacidad para soportar altas temperaturas. Las aletas de
cobre se utilizan comúnmente en aplicaciones de alta
temperatura, como en sistemas de refrigeración y aire
acondicionado para vehículos.
• Acero Inoxidable: es un material resistente a la corrosión y de
alta resistencia que se utiliza comúnmente en aplicaciones
industriales. Las aletas de acero inoxidable se utilizan en
aplicaciones que requieren resistencia a la corrosión y alta
resistencia, como en la industria química y petroquímica.

9. APLICACIONES.
• Sistemas de Refrigeración.
Las aletas se utilizan para mejorar la eficiencia y el rendimiento
de los evaporadores y los condensadores.
• Radiadores de Automóviles.
Las aletas se utilizan se utilizan para aumentar la transferencia de
calor y mejorar la eficiencia del enfriamiento del motor.
• Industria Alimenticia.
Las aletas se utilizan para enfriar y congelar productos
alimenticios, como carnes, frutas y verduras.

10. AISLAMIENTO
TERMICO.
Es una técnica utilizada para reducir la transferencia de
calor entre dos superficies con diferentes temperaturas; se
utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, desde la
construcción de edificios hasta la producción de productos
químicos y la fabricación de equipos de transferencia de
calor.
El aislamiento térmico se puede lograr mediante la
utilización de materiales aislantes que tienen una baja
conductividad térmica, estos materiales tienen la capacidad
de reducir la transferencia de calor a través de la
convección, la conducción y la radiación.

11. • Ahorro de energía: el aislamiento térmico reduce la
transferencia de calor entre dos superficies con diferentes
temperaturas, lo que puede ayudar a reducir el consumo de
energía en aplicaciones de calefacción, refrigeración y
producción de energía. El aislamiento térmico en edificios,
equipos industriales y procesos de producción puede reducir la
pérdida de energía y la demanda de energía, lo que puede
resultar en ahorros significativos de energía y costos.
• Eficiencia: el aislamiento térmico puede mejorar la eficiencia
de los equipos y procesos de transferencia de calor, como en
intercambiadores de calor, calderas y hornos. El uso de
aislamiento térmico puede reducir la pérdida de calor y
aumentar la eficiencia térmica del equipo, lo que puede
mejorar el rendimiento y la calidad de los productos.
UTILIDAD.

12. • Confort térmico: El aislamiento térmico puede mejorar el
confort térmico en edificios al reducir la transferencia de calor
a través de las paredes, techos ventanas. Esto puede ayudar a
mantener una temperatura interior constante y cómoda,
reducir el ruido exterior y mejorar la calidad del aire interior.
• Protección contra incendios: El aislamiento térmico puede
ayudar a prevenir la propagación del fuego y reducir los daños
causados por incendios. Los materiales aislantes pueden
retardar la propagación del fuego y reducir la cantidad de
calor generado por el fuego.
UTILIDAD.

13. • Aislantes sintéticos
Son aquellos que se componen por materiales sintéticos como el
plástico, los polímeros procedentes del petróleo y otros más de origen
sintético. Son muy efectivos térmicamente. En esta clasificación,
podemos encontrar:
• Poliestireno expandido (EPS). Uno de los aislantes más utilizados por
su baja conductividad térmica y por su densidad.
• Poliestireno extruido (XPS). Muy similar al expandido, pero con la
ventaja de que se puede mojar por su capacidad absorbente.
• Poliuretano. Tiene un mayor rendimiento térmico que los el XPS y el
EPS, pero se utiliza generalmente proyectado como espuma.
• Rollos reflexivos. Son rollos formados por una o varias capas, de
grosor variable, de burbujas de polietileno entre láminas finas de
aluminio utilizados especialmente en zonas climáticas suaves.
TIPOS.

14. TIPOS.
• Lanas minerales. Este es el material aislante más empleado por su
alta versatilidad y eficacia, pues además de proporcionar un buen
nivel de aislamiento térmico también actúan como aislamiento
acústico e incluso contra el fuego. Las lanas minerales se dividen
en dos especies:
• Lana de roca o lana mineral (SW). Se fabrica con roca volcánica, su
presentación es en forma de manta, panel no rígido o rollo. Se
utiliza en techos falsos, fachadas, cubiertas, forjados, suelos,
tabiques interiores y buhardillas.
• Lana de vidrio (GW). Por otro lado, al lana de vidrio se fabrica
fundiendo arena a altas temperaturas. Su estructura se conforma
de fibras de vidrio finas unidas por un aglomerante o resina. Su
calidad es superior a la de roca pues es más resistente a la
humedad.
• Entre otros.

15. Todos los materiales aislantes se presentan en formatos diferentes,
los cuales determinan la manera en la que deben ser aplicados.
Los productos de aislamiento térmico se pueden utilizar en:
•Laboratorios
•Plantas Industriales
•Almacenes
•Bodegas
•Cines
•Teatros
•Centros Comerciales
•Tiendas de Autoservicio
•Aulas
•Maquiladoras
•Agencias
APLICACIONES.