Correlaciones de Transferencia de Calor para Alas Lisas y Rugosas
Autores: Samadani, Sepehr; Morency, François
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Correlaciones de Transferencia de Calor para Alas Lisas y Rugosas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Métodos
Teoría del momento de elemento de ala
Transferencia de calor
Correlaciones
Perfil aerodinámico
Base de datos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los métodos de baja fidelidad, como la Teoría del Momento de Elementos de Cuchilla, proporcionan frecuentemente rendimientos aerodinámicos del rotor. Sin embargo, estos métodos deben estar acoplados a bases de datos o correlaciones para calcular la transferencia de calor. La literatura carece de correlaciones para calcular la transferencia de calor promedio alrededor de un perfil aerodinámico. El presente estudio desarrolla correlaciones para una transferencia de calor promedio sobre perfiles aerodinámicos lisos y rugosos. Los coeficientes de correlación se obtuvieron de una base de datos de CFD utilizando ecuaciones RANS y el modelo turbulento de Spalart-Allmaras. Este trabajo estudia el NACA 0009, NACA 0012 y NACA 0015 con y sin la rugosidad representativa de una pequeña acumulación de hielo. Los resultados numéricos se validan contra los coeficientes de sustentación y resistencia de la literatura. La transferencia de calor en el punto de estancamiento se compara bien con los resultados experimentales. La base de datos indica una dependencia negligible en el grosor del perfil aerodinámico. El trabajo presenta dos correlaciones del análisis de la base de datos: una para los perfiles aerodinámicos lisos y otra para los rugosos. Para el coeficiente de sustentación cero, el número de Nusselt promedio es máximo. Esto aumenta con Re^0.636 para la superficie lisa y con Re^0.85 para la superficie rugosa. A medida que la sustentación aumenta, el Nusselt promedio se reduce en valores proporcionales al cuadrado del coeficiente de sustentación para la superficie lisa, mientras que se reduce en valores proporcionales a Re y al cuadrado del coeficiente de sustentación para la superficie rugosa.
Descripción
Los métodos de baja fidelidad, como la Teoría del Momento de Elementos de Cuchilla, proporcionan frecuentemente rendimientos aerodinámicos del rotor. Sin embargo, estos métodos deben estar acoplados a bases de datos o correlaciones para calcular la transferencia de calor. La literatura carece de correlaciones para calcular la transferencia de calor promedio alrededor de un perfil aerodinámico. El presente estudio desarrolla correlaciones para una transferencia de calor promedio sobre perfiles aerodinámicos lisos y rugosos. Los coeficientes de correlación se obtuvieron de una base de datos de CFD utilizando ecuaciones RANS y el modelo turbulento de Spalart-Allmaras. Este trabajo estudia el NACA 0009, NACA 0012 y NACA 0015 con y sin la rugosidad representativa de una pequeña acumulación de hielo. Los resultados numéricos se validan contra los coeficientes de sustentación y resistencia de la literatura. La transferencia de calor en el punto de estancamiento se compara bien con los resultados experimentales. La base de datos indica una dependencia negligible en el grosor del perfil aerodinámico. El trabajo presenta dos correlaciones del análisis de la base de datos: una para los perfiles aerodinámicos lisos y otra para los rugosos. Para el coeficiente de sustentación cero, el número de Nusselt promedio es máximo. Esto aumenta con Re^0.636 para la superficie lisa y con Re^0.85 para la superficie rugosa. A medida que la sustentación aumenta, el Nusselt promedio se reduce en valores proporcionales al cuadrado del coeficiente de sustentación para la superficie lisa, mientras que se reduce en valores proporcionales a Re y al cuadrado del coeficiente de sustentación para la superficie rugosa.