Estudio sobre el rendimiento de enfriamiento por película de orificio redondo incrustado en cráteres y trincheras de diferentes formas
Autores: Wu, Xiaojun; Du, Xin; Wang, Chunhua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Estudio sobre el rendimiento de enfriamiento por película de orificio redondo incrustado en cráteres y trincheras de diferentes formas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Efectividad del enfriamiento por película
Trincheras
Modelos de CFD
Vórtices de recirculación
Dispersión del refrigerante
Rendimiento de enfriamiento
Coeficiente de descarga
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
La efectividad del enfriamiento por película se puede mejorar significativamente al incrustar un agujero redondo en trincheras o cráteres. En este estudio, se compararon y analizaron en detalle las performances de enfriamiento por película de una trinchera transversal, una trinchera en forma de W y una trinchera elíptica. Se establecieron y validaron los modelos de CFD para el enfriamiento por película en trincheras a través de los resultados experimentales. Dentro de la trinchera transversal, se forma un par de vórtices recirculantes, lo que promueve la dispersión del refrigerante en dirección lateral. La disminución del ancho de la trinchera y el aumento de la profundidad de la trinchera mejoran la efectividad del enfriamiento por película de la trinchera transversal. Para la trinchera en forma de W, el efecto guía del ángulo de esquina mejora aún más la capacidad de dispersión lateral del refrigerante y genera una mayor efectividad de enfriamiento que una trinchera transversal con la misma profundidad y ancho. Las características de flujo de la trinchera elíptica son similares a las del agujero redondo, y el par de vórtices en forma de riñón desempeña un papel dominante en los campos de flujo aguas abajo de la salida del refrigerante. En consecuencia, la trinchera elíptica genera el peor rendimiento de enfriamiento en estas trincheras con forma. El aumento de la profundidad de la trinchera y la disminución del ancho de la trinchera resultan en un aumento del coeficiente de descarga para el enfriamiento por película en trincheras. Para la trinchera en forma de W, el aumento del ángulo de esquina causa una disminución del coeficiente de descarga. Para la trinchera elíptica, el coeficiente de descarga aumenta con la disminución de la relación de aspecto elíptica (eje mayor/eje menor).
Descripción
La efectividad del enfriamiento por película se puede mejorar significativamente al incrustar un agujero redondo en trincheras o cráteres. En este estudio, se compararon y analizaron en detalle las performances de enfriamiento por película de una trinchera transversal, una trinchera en forma de W y una trinchera elíptica. Se establecieron y validaron los modelos de CFD para el enfriamiento por película en trincheras a través de los resultados experimentales. Dentro de la trinchera transversal, se forma un par de vórtices recirculantes, lo que promueve la dispersión del refrigerante en dirección lateral. La disminución del ancho de la trinchera y el aumento de la profundidad de la trinchera mejoran la efectividad del enfriamiento por película de la trinchera transversal. Para la trinchera en forma de W, el efecto guía del ángulo de esquina mejora aún más la capacidad de dispersión lateral del refrigerante y genera una mayor efectividad de enfriamiento que una trinchera transversal con la misma profundidad y ancho. Las características de flujo de la trinchera elíptica son similares a las del agujero redondo, y el par de vórtices en forma de riñón desempeña un papel dominante en los campos de flujo aguas abajo de la salida del refrigerante. En consecuencia, la trinchera elíptica genera el peor rendimiento de enfriamiento en estas trincheras con forma. El aumento de la profundidad de la trinchera y la disminución del ancho de la trinchera resultan en un aumento del coeficiente de descarga para el enfriamiento por película en trincheras. Para la trinchera en forma de W, el aumento del ángulo de esquina causa una disminución del coeficiente de descarga. Para la trinchera elíptica, el coeficiente de descarga aumenta con la disminución de la relación de aspecto elíptica (eje mayor/eje menor).