Estudios Numéricos y Analíticos del Flujo de Convección Impulsado por Soret Dentro de una Cavidad Porosa Horizontal Anular
Autores: Mojtabi, Abdelkader; Sioud, Khairi; Bergeon, Alain; Charrier-Mojtabi, Marie Catherine
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Estudios Numéricos y Analíticos del Flujo de Convección Impulsado por Soret Dentro de una Cavidad Porosa Horizontal Anular
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Fluido
Cavidad porosa
Gradiente de temperatura
Separación de especies
Solución analítica
Convección natural
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo estudia la separación de especies de un fluido binario en una cavidad porosa entre dos cilindros concéntricos horizontales, sometidos a un gradiente de temperatura. El grosor de la cavidad es e=Ro-Ri, donde Ri y Ro son el radio interno y externo, respectivamente. Los numerosos experimentos previos realizados en columnas verticales termogravitacionales (TGC) mostraron que, para obtener una separación significativa, el grosor de la celda debe ser muy pequeño en comparación con su altura. Por lo tanto, en nuestra configuración, consideramos eRi. Se asume que la solución es axisimétrica. Bajo las suposiciones de flujo paralelo y efecto olvidado, se obtiene una solución analítica utilizando el software Maple, y los resultados se comparan con los encontrados numéricamente utilizando Comsol Multiphysics. En convección natural, nuestros resultados están en muy buena concordancia con los evaluados con un método de perturbación regular en potencias del ancho de la brecha adimensional =eRi de orden 15, y con el método de Galerkin. La separación de especies calculada para nuestra configuración es muy cercana a la obtenida en una columna TGC de altura: H=Ri. Uno de los principales intereses de la solución analítica presentada aquí es que puede ser utilizada como una solución básica para un análisis de estudio de estabilidad.
Descripción
Este artículo estudia la separación de especies de un fluido binario en una cavidad porosa entre dos cilindros concéntricos horizontales, sometidos a un gradiente de temperatura. El grosor de la cavidad es e=Ro-Ri, donde Ri y Ro son el radio interno y externo, respectivamente. Los numerosos experimentos previos realizados en columnas verticales termogravitacionales (TGC) mostraron que, para obtener una separación significativa, el grosor de la celda debe ser muy pequeño en comparación con su altura. Por lo tanto, en nuestra configuración, consideramos eRi. Se asume que la solución es axisimétrica. Bajo las suposiciones de flujo paralelo y efecto olvidado, se obtiene una solución analítica utilizando el software Maple, y los resultados se comparan con los encontrados numéricamente utilizando Comsol Multiphysics. En convección natural, nuestros resultados están en muy buena concordancia con los evaluados con un método de perturbación regular en potencias del ancho de la brecha adimensional =eRi de orden 15, y con el método de Galerkin. La separación de especies calculada para nuestra configuración es muy cercana a la obtenida en una columna TGC de altura: H=Ri. Uno de los principales intereses de la solución analítica presentada aquí es que puede ser utilizada como una solución básica para un análisis de estudio de estabilidad.