Estudio numérico sobre la convección libre en una cavidad porosa inclinada con calentamiento localizado
Autores: Sivanandam, Sivasankaran; Cheong, Huey Tyng; Thangaraj, Aasaithambi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estudio numérico sobre la convección libre en una cavidad porosa inclinada con calentamiento localizado
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Simulación de procesos industriales
Palabras clave
Posición del calentador
ángulo de inclinación
Corriente convectiva de flotabilidad
Transporte de energía
Construcción de paneles solares
Enfriamiento de equipos eléctricos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo de la presente investigación es explorar la posición del calentador y el ángulo de inclinación de la geometría en un flujo convectivo boyante y el transporte de energía en una cavidad porosa inclinada y curva. Este trabajo puede ser utilizado en el campo de la construcción de paneles solares y refrigeración de equipos eléctricos. Dado que ningún estudio ha explorado el impacto de la ubicación del calentador en una cámara porosa ondulada inclinada, se exploran tres ubicaciones del calentador de longitud finita en la pared lateral izquierda, a saber, la parte superior, media e inferior. El flujo a través del material poroso se explica mediante el modelo de Darcy. Las paredes superior e inferior, así como el área restante en la pared izquierda, están cubiertas con aislamiento térmico, mientras que la pared lateral derecha curva mantiene la temperatura más baja. Las ecuaciones gobernantes y las condiciones de contorno relacionadas se discretizan mediante aproximaciones de diferencia finita. Luego, las ecuaciones se resuelven de forma iterativa para diferentes posiciones de calentador, inclinaciones, número de Darcy-Rayleigh () y corrugación de las paredes derechas. Se observa que las ubicaciones del calentador y las inclinaciones de la cavidad alteran los campos de flujo y térmicos dentro del dominio poroso curvado. Además, todas las zonas de calentamiento se benefician de una mejor conducción de calor debido a la ondulación de la pared derecha y al dominio poroso inclinado.
Descripción
El objetivo de la presente investigación es explorar la posición del calentador y el ángulo de inclinación de la geometría en un flujo convectivo boyante y el transporte de energía en una cavidad porosa inclinada y curva. Este trabajo puede ser utilizado en el campo de la construcción de paneles solares y refrigeración de equipos eléctricos. Dado que ningún estudio ha explorado el impacto de la ubicación del calentador en una cámara porosa ondulada inclinada, se exploran tres ubicaciones del calentador de longitud finita en la pared lateral izquierda, a saber, la parte superior, media e inferior. El flujo a través del material poroso se explica mediante el modelo de Darcy. Las paredes superior e inferior, así como el área restante en la pared izquierda, están cubiertas con aislamiento térmico, mientras que la pared lateral derecha curva mantiene la temperatura más baja. Las ecuaciones gobernantes y las condiciones de contorno relacionadas se discretizan mediante aproximaciones de diferencia finita. Luego, las ecuaciones se resuelven de forma iterativa para diferentes posiciones de calentador, inclinaciones, número de Darcy-Rayleigh () y corrugación de las paredes derechas. Se observa que las ubicaciones del calentador y las inclinaciones de la cavidad alteran los campos de flujo y térmicos dentro del dominio poroso curvado. Además, todas las zonas de calentamiento se benefician de una mejor conducción de calor debido a la ondulación de la pared derecha y al dominio poroso inclinado.