Estudio Numérico sobre la Ebullición en Piscina de Nanofluidos Híbridos Usando el Modelo RPI
Autores: Kamel, Mohammed Saad; Albdoor, Ahmed K.; Nghaimesh, Saad Jabbar; Houshi, Mohannad Naeem
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio Numérico sobre la Ebullición en Piscina de Nanofluidos Híbridos Usando el Modelo RPI
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Agua desionizada
Nanofluidos híbridos
Ebullición en piscina
Transferencia de calor
Temperatura de sobrecalentamiento
Fracción de volumen de vapor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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El rendimiento del agua desionizada (DI) y de los nanofluidos híbridos para la ebullición en piscina desde un calentador de cobre horizontal bajo condiciones de presión atmosférica se examina numéricamente en el presente estudio. Se adopta el esquema Euleriano-Euleriano con un modelo de sub-ebullición del Instituto Politécnico Rensselaer (RPI) para simular los fenómenos de ebullición y predecir la transferencia de calor y masa en el interior del recipiente de ebullición en piscina. Este artículo intenta corregir el coeficiente del tiempo de espera de burbujas (BWTC) en la partición del flujo de calor de enfriamiento como una proporción del flujo de calor total y luego correlacionar este coeficiente con la temperatura de sobrecalentamiento. La curva de ebullición en piscina y el coeficiente de transferencia de calor en piscina (PBHTC) obtenidos para el modelo actual se verifican con datos experimentales de la literatura y muestran buena concordancia. Además, este trabajo discute de manera integral el análisis transitorio de los contornos de la fracción de volumen de vapor, los vectores de velocidad del vapor y las líneas de corriente de la velocidad del agua a diferentes temperaturas de sobrecalentamiento. Finalmente, para BWTC, se introducen nuevas correlaciones propuestas con altos coeficientes de determinación de 0.999, 0.932 y 0.923 para agua DI y nanofluidos híbridos de 0.05 vol.% y 0.1 vol.%, respectivamente.
Descripción
El rendimiento del agua desionizada (DI) y de los nanofluidos híbridos para la ebullición en piscina desde un calentador de cobre horizontal bajo condiciones de presión atmosférica se examina numéricamente en el presente estudio. Se adopta el esquema Euleriano-Euleriano con un modelo de sub-ebullición del Instituto Politécnico Rensselaer (RPI) para simular los fenómenos de ebullición y predecir la transferencia de calor y masa en el interior del recipiente de ebullición en piscina. Este artículo intenta corregir el coeficiente del tiempo de espera de burbujas (BWTC) en la partición del flujo de calor de enfriamiento como una proporción del flujo de calor total y luego correlacionar este coeficiente con la temperatura de sobrecalentamiento. La curva de ebullición en piscina y el coeficiente de transferencia de calor en piscina (PBHTC) obtenidos para el modelo actual se verifican con datos experimentales de la literatura y muestran buena concordancia. Además, este trabajo discute de manera integral el análisis transitorio de los contornos de la fracción de volumen de vapor, los vectores de velocidad del vapor y las líneas de corriente de la velocidad del agua a diferentes temperaturas de sobrecalentamiento. Finalmente, para BWTC, se introducen nuevas correlaciones propuestas con altos coeficientes de determinación de 0.999, 0.932 y 0.923 para agua DI y nanofluidos híbridos de 0.05 vol.% y 0.1 vol.%, respectivamente.