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Convección natural de un líquido generador de calor de viscosidad variable bajo el impacto de enfriamiento de la pared

Autores: Kudrov, Alexander I.; Sheremet, Mikhail A.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Convección natural de un líquido generador de calor de viscosidad variable bajo el impacto de enfriamiento de la pared


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Convección térmica
Viscosidad variable
Número de Prandtl
Número de Rayleigh
Convección natural
Modelo computacional

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 31

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Esta investigación presenta una investigación computacional de la convección térmica de un líquido generador de calor con viscosidad variable en una cavidad semicilíndrica. El análisis se lleva a cabo para obtener los patrones temporales del número de Nusselt promedio en el borde inferior de la cámara y comprender el impacto de la viscosidad variable, el número de Prandtl y el número de Rayleigh en este parámetro. La convección natural en la cavidad está definida por el conjunto de ecuaciones adimensionales basadas en el enfoque de Boussinesq empleando parámetros no primitivos como la vorticidad y la función de corriente. Estas ecuaciones gobernantes se resuelven numéricamente basadas en la técnica de diferencias finitas. Las dependencias temporales se han obtenido con el número de Rayleigh igual a 10, 10 y 10 y el número de Prandtl tomando valores de 7.0, 70 y 700. Los resultados obtenidos para viscosidad variable y constante han sido comparados. Además, el documento representa mapas de isotermas y líneas de corriente para los valores mencionados del número de Rayleigh. La influencia de la viscosidad variable en los parámetros de la convección natural está poco estudiada en sistemas cerrados; por lo tanto, esta investigación proporciona datos necesarios para comprender la naturaleza temporal general del número de Nusselt promedio en la superficie de enfriamiento de varios parámetros. Además, en esta investigación, se presenta un modelo para simular la convección natural en variables no primitivas en coordenadas polares cuando la viscosidad dinámica varía con la temperatura. El modelo computacional diseñado podría utilizarse para simular la convección libre en sistemas con producción interna de calor como reactores químicos, instalaciones de fundición de metales inductivos o retención de corium en el recipiente para analizar el impacto de varios factores en los parámetros de la convección natural en tales sistemas.

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