Optimización de espines cilíndricos composites bajo condiciones de convección

Muchos son los casos en los que es necesaria la colocación de aletas para favorecer la transferencia de calor, una de las formas más comunes en la geometría de estas superficies son los espines cilíndricos. Dependiendo del ambiente de trabajo en el que se encuentren pueden acabar cubiertos al cabo de un tiempo por suciedad, polvo, hielo o puede ser interesante recubrirlos de un material diferente para modificar la conductividad global del conjunto o proteger de ambientes corrosivos el núcleo más conductivo, a este conjunto se le denomina aleta o espín composite en la literatura especializada. Este trabajo está dedicado a la optimización de este tipo de superficies extendidas usando el concepto de admitancia térmica inversa relativa bajo modelos 2-D y condiciones de convección. Para diferentes condiciones de convección se ha estudiado la influencia del cociente entre las conductividades térmicas del espín cilíndrico y de la capa que lo recubre. Con el fin de reforzar los resultados obtenidos en la optimización se hace uso de un parámetro clásico como es la efectividad para garantizar que la geometría presentada como óptima además cumple con la función propia de aumentar la disipación de calor. Una vez obtenida la geometría que hace que el espín disipe el máximo calor a través de un sencillo cálculo se determinan el número de Biot y a partir de éste el valor de la efectividad. El proceso de optimización se presenta a través de curvas y gráficos universales en los que el rango de parámetros usados cubre ampliamente el valor de los encontrados por los ingenieros en la práctica. La admitancia térmica inversa relativa se muestra aquí como una útil herramienta en los procesos de optimización de superficies extendidas