Calentamiento de fluidos circulares-Generación de entropía transitoria
Autores: Alic, Fikret
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Calentamiento de fluidos circulares-Generación de entropía transitoria
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Problema técnico
Flujo de fluidos de calefacción
Aumento de temperatura
Superficie de calefacción
Calefacción circular
Calentadores PTC
Entropía térmica transitoria
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Un problema técnico con la calefacción por flujo de fluidos es el relativamente pequeño aumento de temperatura a medida que el fluido pasa a través de la superficie de calefacción. El fluido no pasa suficiente tiempo dentro de la fuente de calefacción para elevar significativamente su temperatura, a pesar de que la fuente de calefacción experimenta un aumento sustancial. Para abordar este desafío, se desarrolló el concepto de calefacción circular múltiple del aire, que forma la base de este trabajo. Dos calentadores PTC con aletas longitudinales se encuentran dentro de un canal cerrado en una carcasa compuesta de un material de aislamiento térmico. El aire fluye circularmente de una superficie aletada a otra. Se utilizaron modelado analítico y pruebas experimentales en el análisis, con restricciones y condiciones de contorno establecidas. Un resultado importante del análisis fue la metodología establecida para la optimización de los parámetros geométricos y de proceso basada en la minimización de la entropía térmica transitoria. Al realizar el modelado analítico, se asumió que la temperatura del calentador PTC era constante a 150 grados C y 200 grados C. Al eliminar las restricciones y ajustar las condiciones de contorno, la metodología establecida para el análisis y la optimización de varios procesos industriales térmicamente transitorios puede aplicarse de manera más amplia. La determinación experimental de la entropía térmica transitoria se realizó a una tasa de flujo de aire mucho más alta de 0.005 m3s-1 dentro del canal cerrado. La entropía transitoria mínima también indica el tiempo óptimo para la apertura del canal, permitiendo que el aire caliente salga. La novedad de este trabajo radica en la calefacción circular controlada del fluido y el establecimiento de la entropía térmica transitoria mínima como criterio de optimización.
Descripción
Un problema técnico con la calefacción por flujo de fluidos es el relativamente pequeño aumento de temperatura a medida que el fluido pasa a través de la superficie de calefacción. El fluido no pasa suficiente tiempo dentro de la fuente de calefacción para elevar significativamente su temperatura, a pesar de que la fuente de calefacción experimenta un aumento sustancial. Para abordar este desafío, se desarrolló el concepto de calefacción circular múltiple del aire, que forma la base de este trabajo. Dos calentadores PTC con aletas longitudinales se encuentran dentro de un canal cerrado en una carcasa compuesta de un material de aislamiento térmico. El aire fluye circularmente de una superficie aletada a otra. Se utilizaron modelado analítico y pruebas experimentales en el análisis, con restricciones y condiciones de contorno establecidas. Un resultado importante del análisis fue la metodología establecida para la optimización de los parámetros geométricos y de proceso basada en la minimización de la entropía térmica transitoria. Al realizar el modelado analítico, se asumió que la temperatura del calentador PTC era constante a 150 grados C y 200 grados C. Al eliminar las restricciones y ajustar las condiciones de contorno, la metodología establecida para el análisis y la optimización de varios procesos industriales térmicamente transitorios puede aplicarse de manera más amplia. La determinación experimental de la entropía térmica transitoria se realizó a una tasa de flujo de aire mucho más alta de 0.005 m3s-1 dentro del canal cerrado. La entropía transitoria mínima también indica el tiempo óptimo para la apertura del canal, permitiendo que el aire caliente salga. La novedad de este trabajo radica en la calefacción circular controlada del fluido y el establecimiento de la entropía térmica transitoria mínima como criterio de optimización.