TY - JOUR 
A1 - Tomás Peinado, Paola
T1 - Optimización mediante modelos en red de aletas rectas recubiertas en función de la longitud bajo condiciones de convección
Y1 - 2015
UR - http://hdl.handle.net/10317/4922
AB - El objetivo de este proyecto es buscar el valor del espesor y la longitud de una aleta
rectangular recta, integrada en un conjunto aleta-pared, para conseguir el máximo flujo o
disipación de calor a través del conjunto, considerando solo la posibilidad de aleta con extremo
convectivo (descartamos extremo adiabático). Calcularemos la geometría óptima en función de
tres variables en la región exterior del conjunto aleta-pared para un volumen constante de
material. Dichas variables son:
- “Coeficiente de convección sobre la aleta, ha” (de valor constante en toda la superficie
de la aleta)
- “Coeficiente de convección sobre la pared, hp”
- “Conductividad térmica, K” (del material del conjunto aleta-pared)
Analizaremos la influencia de cada una de estas variables individualmente en la curva que
representa el flujo de calor a través del conjunto en función del espesor de la aleta e (y por
tanto de la longitud L, ya que ambos parámetros son linealmente dependientes por ser un
volumen constante de material Vo=L*e*1 ). Calcularemos los valores del espesor y longitud de
la aleta, que para un rango de valores predeterminados de estas tres variables, dan lugar a una
máxima transferencia de calor a través del conjunto. Así, tendremos que empleando un mismo
volumen de material en la fabricación de una aleta, conseguiremos una mayor o menor
transferencia de calor a través del conjunto aleta-pared dependiendo de cómo este distribuido
dicho material, es decir, dependiendo de la geometría que tenga la aleta. Nosotros buscaremos
la geometría óptima para la máxima disipación de calor. Finalmente analizaremos la influencia de la variable “volumen de material de la aleta, Va” sobre
la curva espesor aleta-flujo de calor, “e-Qt”. En este caso para unos valores prefijados de la
otras tres variables en estudio (coeficiente de convección de la aleta ha, coeficiente de
convección de la pared hp, y conductividad térmica del conjunto aleta-pared K), podremos
definir la influencia del volumen de la aleta en la capacidad de evacuar calor a través del
conjunto.
El estudio se va a llevar a cabo sobre una aleta con una sección longitudinal de 25mm2
(L*e=25mm2) es decir, del orden de magnitud de la aleta del procesador de un ordenador de
sobremesa actual. Integrada en una pared de 2mm de espesor y 10mm de longitud.
Estos valores permanecen constantes en todo el desarrollo del trabajo.
Los valores de las variables en estudio son valores próximos a los que nos podremos encontrar
en un caso real, intentando abarcar toda la casuística posible. El coeficiente de convección, h,
comprende desde condiciones de convección natural a condiciones de convección forzada,
mientras que la conductividad térmica, k, va desde valores más pequeños como el del acero (50
W/mK), pasando por conductividades térmicas elevadas en el caso de materiales sin alear como
la plata (400 W/mK), hasta conductividades de materiales superconductores del orden de 1500
W/mK.
KW - Física Aplicada
KW - Aletas
KW - Flippers
KW - Optimización
KW - Optimization
KW - Transferencia de calor
KW - Heat transfer
LA - spa
ER -