aleta anular
En ingeniería térmica , una aleta anular es un tipo específico de aleta utilizada en la transferencia de calor que varía, radialmente, en el área de la sección transversal. Agregar una aleta anular a un objeto aumenta la cantidad de área superficial en contacto con el fluido circundante , lo que aumenta la transferencia de calor por convección entre el objeto y el fluido circundante. Debido a que el área de la superficie aumenta a medida que aumenta la longitud del objeto, una aleta anular transfiere más calor que una aleta de alfiler similar en cualquier longitud dada. Las aletas anulares se utilizan a menudo para aumentar el intercambio de calor en los sistemas de intercambio de calor líquido-gas .
Para derivar la ecuación gobernante de una aleta anular, se deben hacer ciertas suposiciones. La aleta debe tener una conductividad térmica constante y otras propiedades del material, no debe haber generación de calor interna, debe haber solo conducción unidimensional y la aleta debe estar en estado estable .
Aplicando el principio de conservación de energía a un elemento diferencial entre radios r y r + Δ r se obtiene
donde los dos primeros términos son calor transferido por conducción, mientras que el tercero es calor perdido por convección con el fluido circundante. T representa la temperatura en r y T e representa la temperatura del fluido circundante. A continuación, aplicando la ley de Fourier
La máxima pérdida de calor posible de una aleta anular ocurre cuando la aleta es isotérmica . Esto asegura que la diferencia de temperatura entre la aleta y el fluido circundante se maximice en cada punto a lo largo de la aleta, lo que aumenta la transferencia de calor por convección y, en última instancia, la pérdida de calor Q :
La eficiencia η f de una aleta anular es la relación entre su pérdida de calor y la pérdida de calor de una aleta isotérmica similar:
