Le **alette di raffreddamento** sono componenti fondamentali in molte applicazioni tecniche dove è necessario scambiare calore tra aria e acqua. In questi casi, la resistenza termica è prevalentemente concentrata sul lato aria. Per migliorare il flusso termico, è essenziale ridurre questa resistenza attraverso vari metodi: - Aumentando la velocità dell'aria. - Incrementando la turbolenza. - **Aumentando la superficie di scambio**, che è il metodo più efficiente e comunemente utilizzato. Per aumentare la superficie di scambio vengono inserite delle **alettature**, come per esempio quelle presenti nel radiatore di un motore, nei trasformatori elettrici o nel processore di un computer. Il calore viene trasferito dall'oggetto caldo all'aletta attraverso la [[Conduzione|conduzione]]. Grazie alla sua elevata conduttività termica, il materiale dell'aletta assorbe rapidamente il calore. Successivamente, il calore viene dissipato nell'aria circostante attraverso la grande superficie delle lamelle per [[Convezione|convezione]]. L'aria in movimento (spesso facilitata da una ventola) aiuta a rimuovere il calore dall'aletta. *Il disegno fondamentale è il seguente:* ![[Pasted image 20241218172213.png]] #### Parametri dell'aletta ##### Bilancio Termico Consideriamo un elemento infinitesimale dV dell’aletta. In [[Parete piana in regime stazionario|regime stazionario]], il **bilancio termico** è espresso da: $\color {green} dq=q_\lambda (x)- q_\lambda (x+dx)$ *Legenda dell'equazione:* - *$dq$: variazione infinitesimale di calore* - *$q_\lambda(x)$: flusso termico alla posizione $x$* - *$q_\lambda(x+dx)$: flusso termico alla posizione $x+dx$* ##### Andamento della Temperatura L'andamento della temperatura lungo l'aletta è dato da: $\color {green} T(x)=T_a+(T_0-T_a)\cdot e^{-\alpha x}$ *Legenda dell'equazione:* - *$T(x)$: temperatura alla posizione $x$* - *$T_a$: temperatura dell'aria circostante* - *$T_0$: temperatura alla base dell'aletta* - *$\alpha$: coefficiente di attenuazione* ##### Efficienza dell'Alettatura L'efficienza di un'aletta è definita come il rapporto tra il calore effettivamente scambiato dall’aletta e quello che sarebbe scambiato se tutta l'aletta fosse alla temperatura $T_0$: $\color {green} \eta= \frac {q_{eff}}{q_{max}}=\frac {1-e^{-\alpha L}}{\alpha L}$ *essendo:* - *$\eta$: efficienza dell'aletta* - *$q_{eff}$: calore effettivamente scambiato* - *$q_{max}$: calore massimo teorico* - *$L$: lunghezza dell'aletta* Noto l'andamento grafico della temperatura di un'aletta, il **rendimento** può essere calcolato anche **graficamente** mediante l'equazione: $\eta= \frac {area \; ABED}{area \; ABCD}$ ![[Aletta di raffreddamento 2025-04-30 20.27.44.excalidraw]] *L'impiego di un'aletta è conveniente solo se il flusso da essa scambiato è superiore a quello che la superficie dove l'aletta è installata, scambierebbe in assenza dell'aletta stessa.* Si ricava quindi che - ==maggiore è la conducibilità dell'aletta e maggiore è la sua convenienza== - ==maggiore è il rapporto (A/P) e maggiore è la sua convenienza== *Le figure geome­triche con il rapporto (A/P) più basso sono quelle appiattite (con sezione ed area molto piccole rispetto al perimetro).* #### Visuals --- <div class="iframe-container"> <iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/N4PpRWBvgIo?si=TFW2Tx631Rw3K-oT" title="YouTube video player" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share" referrerpolicy="strict-origin-when-cross-origin" allowfullscreen></iframe> </div> [Finned Tube Heat Exchangers - YouTube](https://www.youtube.com/watch?v=N4PpRWBvgIo&list=PLMqBX1kqZ4AjTQLj5uYZlgn3uE_FhudUv&index=12)