Una Investigación Numérica del Enfriamiento por Película bajo los Efectos de Diferentes Gradientes de Presión Adversos
Autores: Shi, Jingwei; Hui, Zhonghao; Zhou, Li; Wang, Zhanxue; Liu, Yongquan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Una Investigación Numérica del Enfriamiento por Película bajo los Efectos de Diferentes Gradientes de Presión Adversos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Enfriamiento por película
Boquillas en serpentina
Gradientes de presión adversos
Refrigerante
Zona de recirculación
Simulaciones numéricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 13
Citaciones: Sin citaciones
La refrigeración por película debe aplicarse a las boquillas en serpentina debido a un aumento en la carga térmica. Los gradientes de presión adversos (GPA) cerca de la pared superior de tales boquillas obstaculizan el flujo hacia adelante del refrigerante, e incluso pueden inducir una zona de recirculación que complica la refrigeración de la película en boquillas en serpentina bajo diferentes GPA. En este estudio, se investigan las características de refrigeración por película de una boquilla en serpentina bajo varios GPA a través de simulaciones numéricas. Los gradientes de presión estudiados incluyen GPA fuertes, moderados y débiles. Los resultados muestran que el GPA debilitó la adhesión del refrigerante a la superficie, reduciendo así la efectividad de la refrigeración por película (ERP) y el coeficiente de transferencia de calor convectivo (CTHC). Cuanto más fuerte es el GPA, mayor es su efecto obstructivo. Sin embargo, la zona de recirculación inducida por el GPA fuerte estaba compuesta por el refrigerante, y se adhirió firmemente a la pared, fortaleciendo significativamente la ERP y el CTHC. El CTHC bajo el GPA moderado aumentó significativamente debido a la convergencia de dos chorros expulsados desde diferentes orificios. Para las cuatro relaciones de soplado, la ERP promediada por área bajo el GPA fuerte fue un 29.8% y un 24.5% más alta que la de los GPA moderado y débil, mientras que las relaciones promediadas por área del CTHC bajo el GPA moderado fueron un 1.6% y un 16.7% más altas que las de los GPA fuerte y débil. Por lo tanto, se deben disponer más orificios en la película en las zonas de GPA moderados y débiles.
Descripción
La refrigeración por película debe aplicarse a las boquillas en serpentina debido a un aumento en la carga térmica. Los gradientes de presión adversos (GPA) cerca de la pared superior de tales boquillas obstaculizan el flujo hacia adelante del refrigerante, e incluso pueden inducir una zona de recirculación que complica la refrigeración de la película en boquillas en serpentina bajo diferentes GPA. En este estudio, se investigan las características de refrigeración por película de una boquilla en serpentina bajo varios GPA a través de simulaciones numéricas. Los gradientes de presión estudiados incluyen GPA fuertes, moderados y débiles. Los resultados muestran que el GPA debilitó la adhesión del refrigerante a la superficie, reduciendo así la efectividad de la refrigeración por película (ERP) y el coeficiente de transferencia de calor convectivo (CTHC). Cuanto más fuerte es el GPA, mayor es su efecto obstructivo. Sin embargo, la zona de recirculación inducida por el GPA fuerte estaba compuesta por el refrigerante, y se adhirió firmemente a la pared, fortaleciendo significativamente la ERP y el CTHC. El CTHC bajo el GPA moderado aumentó significativamente debido a la convergencia de dos chorros expulsados desde diferentes orificios. Para las cuatro relaciones de soplado, la ERP promediada por área bajo el GPA fuerte fue un 29.8% y un 24.5% más alta que la de los GPA moderado y débil, mientras que las relaciones promediadas por área del CTHC bajo el GPA moderado fueron un 1.6% y un 16.7% más altas que las de los GPA fuerte y débil. Por lo tanto, se deben disponer más orificios en la película en las zonas de GPA moderados y débiles.