Efecto de los Fenómenos Característicos y la Temperatura en la Formación de Hielo por Goteo Grande Superenfriado en el Perfil Aerodinámico NACA0012 y en la Paleta de un Ventilador Axial
Autores: Takahashi, Toma; Fukudome, Koji; Mamori, Hiroya; Fukushima, Naoya; Yamamoto, Makoto
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Efecto de los Fenómenos Característicos y la Temperatura en la Formación de Hielo por Goteo Grande Superenfriado en el Perfil Aerodinámico NACA0012 y en la Paleta de un Ventilador Axial
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Simulaciones de glaseado
Gotas grandes superenfriadas
Perfil aerodinámico NACA0012
Ventilador axial
Campo de flujo
Movimiento de gotas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Se realizaron simulaciones de congelación que involucraban gotas grandes superenfriadas (SLDs) en un perfil aerodinámico NACA0012 y un ventilador axial comercial, considerando el comportamiento característico de la congelación de SLDs (es decir, salpicaduras, rebotes, deformación y ruptura). Las simulaciones se llevaron a cabo considerando un acoplamiento débil entre el campo de flujo y el movimiento de las gotas. El campo de flujo se calculó utilizando el método euleriano, en el cual el movimiento de las gotas se simuló a través del método lagrangiano. Para representar la forma del hielo, se utilizó un modelo de Messinger extendido para el cálculo termodinámico. La forma del hielo y la eficiencia de recolección del perfil aerodinámico NACA0012 derivadas de la simulación de congelación mostraron un razonable acuerdo con los datos experimentales existentes. Los resultados de la simulación de congelación para el ventilador axial, en términos de distribución de hielo en la pala y su influencia en el campo de flujo, indicaron que ocurrió separación del flujo y que la tasa de flujo másico del pasaje de flujo disminuyó. Además, los fenómenos de salpicadura y rebote influyeron considerablemente en el proceso de congelación; sin embargo, el efecto de los fenómenos de deformación y ruptura fue insignificativamente pequeño. En términos del efecto de los SLDs en los fenómenos de congelación, se observó que, con la disminución de la temperatura de los SLDs (de -5 grados C a -15 grados C), el número de SLDs adheridos aumentó, mientras que el número de SLDs que salpicaban y rebotaban disminuyó.
Descripción
Se realizaron simulaciones de congelación que involucraban gotas grandes superenfriadas (SLDs) en un perfil aerodinámico NACA0012 y un ventilador axial comercial, considerando el comportamiento característico de la congelación de SLDs (es decir, salpicaduras, rebotes, deformación y ruptura). Las simulaciones se llevaron a cabo considerando un acoplamiento débil entre el campo de flujo y el movimiento de las gotas. El campo de flujo se calculó utilizando el método euleriano, en el cual el movimiento de las gotas se simuló a través del método lagrangiano. Para representar la forma del hielo, se utilizó un modelo de Messinger extendido para el cálculo termodinámico. La forma del hielo y la eficiencia de recolección del perfil aerodinámico NACA0012 derivadas de la simulación de congelación mostraron un razonable acuerdo con los datos experimentales existentes. Los resultados de la simulación de congelación para el ventilador axial, en términos de distribución de hielo en la pala y su influencia en el campo de flujo, indicaron que ocurrió separación del flujo y que la tasa de flujo másico del pasaje de flujo disminuyó. Además, los fenómenos de salpicadura y rebote influyeron considerablemente en el proceso de congelación; sin embargo, el efecto de los fenómenos de deformación y ruptura fue insignificativamente pequeño. En términos del efecto de los SLDs en los fenómenos de congelación, se observó que, con la disminución de la temperatura de los SLDs (de -5 grados C a -15 grados C), el número de SLDs adheridos aumentó, mientras que el número de SLDs que salpicaban y rebotaban disminuyó.