Las características del flujo electro-térmico-convectivo de un líquido dieléctrico analizadas a través del número de Nusselt eléctrico
Autores: Koulova, Dantchi; Traore, Philippe; Romat, Hubert
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Las características del flujo electro-térmico-convectivo de un líquido dieléctrico analizadas a través del número de Nusselt eléctrico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio
Flujos electro-termo-convectivos
Campo eléctrico
Gradiente térmico
Ecuaciones
Parámetro de estabilidad
Parámetros adimensionales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo presenta un estudio fundamental de los flujos electro-termo-convectivos dentro de una capa de líquido dieléctrico sometido a un campo eléctrico y a un gradiente térmico. Se considera un líquido de baja conductividad encerrado entre dos electrodos horizontales y sometido a inyección de carga unipolar. La interacción entre los campos eléctrico y térmico desencadena interacciones físicas complejas dentro de los flujos, todos gobernados por un conjunto de ecuaciones electro-termo-hidrodinámicas acopladas. Estas ecuaciones incluyen las de Maxwell, Navier-Stokes y energía, y se resuelven numéricamente utilizando un código interno basado en el método de volúmenes finitos. Los flujos electro-termo-convectivos son impulsados por dos criterios de inestabilidad adimensionales: el número de Rayleigh Ra y el parámetro de estabilidad T, así como por el parámetro de movilidad adimensional M y el número de Prandtl Pr. El número de Nusselt eléctrico (Ne), análogo al número de Nusselt (Nu) en problemas térmicos puros, sirve como un indicador para monitorear el cambio de un flujo termo- a un flujo electro-convectivo y su eventual evolución hacia un flujo inestable y, más tarde, caótico. Este cambio de régimen se observa al rastrear el comportamiento del número de Nusselt eléctrico como función del parámetro de estabilidad (T), para diferentes valores de los parámetros adimensionales (M, Ra y Pr). Se muestra el importante papel del parámetro de movilidad M para el desarrollo del flujo. También se discute la estructura del flujo durante diferentes etapas de desarrollo en términos del número de celdas convectivas.
Descripción
Este artículo presenta un estudio fundamental de los flujos electro-termo-convectivos dentro de una capa de líquido dieléctrico sometido a un campo eléctrico y a un gradiente térmico. Se considera un líquido de baja conductividad encerrado entre dos electrodos horizontales y sometido a inyección de carga unipolar. La interacción entre los campos eléctrico y térmico desencadena interacciones físicas complejas dentro de los flujos, todos gobernados por un conjunto de ecuaciones electro-termo-hidrodinámicas acopladas. Estas ecuaciones incluyen las de Maxwell, Navier-Stokes y energía, y se resuelven numéricamente utilizando un código interno basado en el método de volúmenes finitos. Los flujos electro-termo-convectivos son impulsados por dos criterios de inestabilidad adimensionales: el número de Rayleigh Ra y el parámetro de estabilidad T, así como por el parámetro de movilidad adimensional M y el número de Prandtl Pr. El número de Nusselt eléctrico (Ne), análogo al número de Nusselt (Nu) en problemas térmicos puros, sirve como un indicador para monitorear el cambio de un flujo termo- a un flujo electro-convectivo y su eventual evolución hacia un flujo inestable y, más tarde, caótico. Este cambio de régimen se observa al rastrear el comportamiento del número de Nusselt eléctrico como función del parámetro de estabilidad (T), para diferentes valores de los parámetros adimensionales (M, Ra y Pr). Se muestra el importante papel del parámetro de movilidad M para el desarrollo del flujo. También se discute la estructura del flujo durante diferentes etapas de desarrollo en términos del número de celdas convectivas.