Avances en Chorro Sintético para Control de Flujo y Transferencia de Calor: Una Revisión Exhaustiva
Autores: Pasa, Jangyadatta; Alam, Md. Mahbub; Arumuru, Venugopal; Chen, Huaying; Cheng, Tinghai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Avances en Chorro Sintético para Control de Flujo y Transferencia de Calor: Una Revisión Exhaustiva
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Jets sintéticos
Control de flujo
Transferencia de calor por convección
Jets sintéticos de cavidad dual
Jets de múltiples orificios con un solo actuador
Arreglos de jets sintéticos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
Los chorros sintéticos, generados a través de la succión y eyección periódica de fluido sin adición neta de masa, ofrecen beneficios distintos, como compacidad, facilidad de integración e independencia de fuentes de fluido externas. Estas características los hacen muy adecuados para el control de flujo y aplicaciones de transferencia de calor por convección. Sin embargo, las configuraciones convencionales de un solo actuador están limitadas por la formación de chorros restringida, la cobertura superficial estrecha y la disminución de la efectividad en el campo lejano. Esta revisión evalúa críticamente las principales limitaciones y explora cuatro configuraciones avanzadas desarrolladas para mitigarlas: chorros sintéticos de doble cavidad, chorros de múltiples orificios de un solo actuador, chorros sintéticos coaxiales y arreglos de chorros sintéticos. Los chorros sintéticos de doble cavidad mejoran la tasa de flujo volumétrico y la cobertura superficial al generar múltiples vórtices y permitir la vectorización del chorro, aunque siguen estando limitados por la difusión de vórtices aguas abajo. Los diseños de múltiples orificios de un solo actuador mejoran la transferencia de calor en el campo cercano a través de múltiples vórtices interactuantes, sin embargo, el rendimiento en el campo lejano sigue siendo un problema. Los chorros sintéticos coaxiales mejoran la dinámica de los vórtices y el rendimiento general, pero enfrentan desafíos a altos números de Reynolds. Los arreglos de chorros sintéticos con actuadores controlados de forma independiente ofrecen el mayor potencial, permitiendo la vectorización y el enfoque del chorro para mejorar la captación, expandir la cobertura en la dirección del ancho y mejorar el rendimiento en el campo lejano. Al examinar las principales limitaciones y los avances tecnológicos, esta revisión sienta las bases para el uso ampliado de chorros sintéticos en aplicaciones de ingeniería prácticas.
Descripción
Los chorros sintéticos, generados a través de la succión y eyección periódica de fluido sin adición neta de masa, ofrecen beneficios distintos, como compacidad, facilidad de integración e independencia de fuentes de fluido externas. Estas características los hacen muy adecuados para el control de flujo y aplicaciones de transferencia de calor por convección. Sin embargo, las configuraciones convencionales de un solo actuador están limitadas por la formación de chorros restringida, la cobertura superficial estrecha y la disminución de la efectividad en el campo lejano. Esta revisión evalúa críticamente las principales limitaciones y explora cuatro configuraciones avanzadas desarrolladas para mitigarlas: chorros sintéticos de doble cavidad, chorros de múltiples orificios de un solo actuador, chorros sintéticos coaxiales y arreglos de chorros sintéticos. Los chorros sintéticos de doble cavidad mejoran la tasa de flujo volumétrico y la cobertura superficial al generar múltiples vórtices y permitir la vectorización del chorro, aunque siguen estando limitados por la difusión de vórtices aguas abajo. Los diseños de múltiples orificios de un solo actuador mejoran la transferencia de calor en el campo cercano a través de múltiples vórtices interactuantes, sin embargo, el rendimiento en el campo lejano sigue siendo un problema. Los chorros sintéticos coaxiales mejoran la dinámica de los vórtices y el rendimiento general, pero enfrentan desafíos a altos números de Reynolds. Los arreglos de chorros sintéticos con actuadores controlados de forma independiente ofrecen el mayor potencial, permitiendo la vectorización y el enfoque del chorro para mejorar la captación, expandir la cobertura en la dirección del ancho y mejorar el rendimiento en el campo lejano. Al examinar las principales limitaciones y los avances tecnológicos, esta revisión sienta las bases para el uso ampliado de chorros sintéticos en aplicaciones de ingeniería prácticas.