Investigación Numérica del Flujo y la Transferencia de Calor de Cilindros Circulares Gemelos Presentes en un Doble Escalón Frontal
Autores: Kanna, Parthasarathy Rajesh; Sivakumar, Yaswanth; Prasad, G. V. Durga; Taler, Dawid; Sobota, Tomasz; Taler, Jan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación Numérica del Flujo y la Transferencia de Calor de Cilindros Circulares Gemelos Presentes en un Doble Escalón Frontal
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Simulación numérica
Cilindro circular
Transferencia de calor
Condiciones laminares
Turbulentas
Vórtices
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se realizó una simulación numérica del cilindro circular como un obstáculo en un escalón de doble cara hacia adelante (DFFS). Se variaron el tamaño y la posición del cilindro aguas arriba (c1) y del cilindro aguas abajo (c2) para explorar su papel en la transferencia de calor en condiciones tanto laminares como turbulentas. Se trazaron resultados comparativos de la mitad superior e inferior del cilindro aguas abajo como resultados para entender la transferencia de calor y las características del flujo alrededor del cilindro aguas abajo debido al efecto de la dimensión y posición del cilindro aguas arriba. Para Re = 800, cuando el c1 se coloca cerca de la parte inferior de la pared, resulta en un par de vórtices simétricos en la parte trasera, y los vórtices del cilindro c2 se vuelven más grandes cuando el c1 se desplaza hacia la pared superior. Se produce una separación adicional del flujo adyacente a los escalones cuando c1 es mayor que c2. Estos vórtices influyen fuertemente en la transferencia de calor por convección desde el escalón. Sin embargo, cuando el número de Reynolds (Re) se incrementa de 800 a 80,000, el tamaño de estos vórtices disminuye. Cuando c1 se mueve de 0.375H a 0.75H, el número de Nusselt promedio aumenta significativamente. Además, un aumento en Re resulta en un número de Nusselt promedio más alto independientemente de la posición de los obstáculos. El cilindro aguas arriba mejora significativamente el número de Nusselt cuando se coloca cerca de la pared superior en lugar de la pared inferior.
Descripción
Se realizó una simulación numérica del cilindro circular como un obstáculo en un escalón de doble cara hacia adelante (DFFS). Se variaron el tamaño y la posición del cilindro aguas arriba (c1) y del cilindro aguas abajo (c2) para explorar su papel en la transferencia de calor en condiciones tanto laminares como turbulentas. Se trazaron resultados comparativos de la mitad superior e inferior del cilindro aguas abajo como resultados para entender la transferencia de calor y las características del flujo alrededor del cilindro aguas abajo debido al efecto de la dimensión y posición del cilindro aguas arriba. Para Re = 800, cuando el c1 se coloca cerca de la parte inferior de la pared, resulta en un par de vórtices simétricos en la parte trasera, y los vórtices del cilindro c2 se vuelven más grandes cuando el c1 se desplaza hacia la pared superior. Se produce una separación adicional del flujo adyacente a los escalones cuando c1 es mayor que c2. Estos vórtices influyen fuertemente en la transferencia de calor por convección desde el escalón. Sin embargo, cuando el número de Reynolds (Re) se incrementa de 800 a 80,000, el tamaño de estos vórtices disminuye. Cuando c1 se mueve de 0.375H a 0.75H, el número de Nusselt promedio aumenta significativamente. Además, un aumento en Re resulta en un número de Nusselt promedio más alto independientemente de la posición de los obstáculos. El cilindro aguas arriba mejora significativamente el número de Nusselt cuando se coloca cerca de la pared superior en lugar de la pared inferior.