Investigación Experimental y Numérica de un CFRP Multifuncional hacia la Convección de Calor bajo Condiciones de Heladas en Aeronaves
Autores: Schutzeichel, Maximilian Otto Heinrich; Strübing, Thorben; Tamer, Ozan; Kletschkowski, Thomas; Monner, Hans Peter; Sinapius, Michael
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigación Experimental y Numérica de un CFRP Multifuncional hacia la Convección de Calor bajo Condiciones de Heladas en Aeronaves
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Experimental
Numérico
Transferencia de calor por convección
Condiciones de heladas en aeronaves
Coeficientes de transferencia de calor
Estructuras multifuncionales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Se presenta un enfoque experimental y numérico combinado para el análisis de la transferencia de calor por convección desde un espécimen de placa plana multifuncional bajo condiciones de congelación en aeronaves. El montaje experimental incluye un sistema de control y medición de calor que está instalado en una plataforma de prueba de descongelación. Se varían la temperatura ambiente, la velocidad del aire y el ángulo de ataque, y se discute su influencia en la transferencia de calor durante el calentamiento local por Joule. El enfoque numérico utiliza los resultados para calcular los coeficientes de transferencia de calor por convección (HTC) basados en la condición de transferencia de calor por convección de Newton. Los resultados indican que el modelo numérico representa el comportamiento de la transferencia de calor con alta precisión. Se encontró que el HTC para la convección libre se mantiene y para condiciones de convección forzada con una ligera dispersión. El aumento en el HTC bajo condiciones de convección forzada tiene un efecto significativo en el comportamiento general de la transferencia de calor, resultando en altos gradientes de temperatura dentro del material. La optimización funcional de estructuras multifuncionales se beneficiará de incluir condiciones de convección relacionadas con la aplicación, abordando los campos de temperatura resultantes mediante el diseño estructural. Se espera que las estructuras multifuncionales para descongelación, así como para almacenamiento de energía estructural, estructuras morfables o estructuras adaptativas de rigidez con constituyentes materiales similares se beneficien de este reconocimiento.
Descripción
Se presenta un enfoque experimental y numérico combinado para el análisis de la transferencia de calor por convección desde un espécimen de placa plana multifuncional bajo condiciones de congelación en aeronaves. El montaje experimental incluye un sistema de control y medición de calor que está instalado en una plataforma de prueba de descongelación. Se varían la temperatura ambiente, la velocidad del aire y el ángulo de ataque, y se discute su influencia en la transferencia de calor durante el calentamiento local por Joule. El enfoque numérico utiliza los resultados para calcular los coeficientes de transferencia de calor por convección (HTC) basados en la condición de transferencia de calor por convección de Newton. Los resultados indican que el modelo numérico representa el comportamiento de la transferencia de calor con alta precisión. Se encontró que el HTC para la convección libre se mantiene y para condiciones de convección forzada con una ligera dispersión. El aumento en el HTC bajo condiciones de convección forzada tiene un efecto significativo en el comportamiento general de la transferencia de calor, resultando en altos gradientes de temperatura dentro del material. La optimización funcional de estructuras multifuncionales se beneficiará de incluir condiciones de convección relacionadas con la aplicación, abordando los campos de temperatura resultantes mediante el diseño estructural. Se espera que las estructuras multifuncionales para descongelación, así como para almacenamiento de energía estructural, estructuras morfables o estructuras adaptativas de rigidez con constituyentes materiales similares se beneficien de este reconocimiento.