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Oscilaciones de flujo inestable en un modelo de habitación ventilada en 3D con transferencia de calor por convección

Autores: Yao, Jun; Yao, Yufeng

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Oscilaciones de flujo inestable en un modelo de habitación ventilada en 3D con transferencia de calor por convección


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Calidad del aire interior
Consumo de energía
Sala modelo ventilada
Transferencia de calor por convección
Oscilaciones de flujo
Energía térmica oscilante

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Mejorar la calidad del aire interior y el consumo de energía es una de las altas demandas en el sector de la construcción. En este estudio, se han estudiado las oscilaciones de flujo no estacionario en un modelo de habitación ventilada en 3D con transferencia de calor por convección para tres configuraciones: una habitación vacía (caso 1), una habitación con una caja sin calefacción (caso 2) y una habitación con una caja calefaccionada (caso 3). Los resultados computacionales se validan con datos experimentales de velocidad del flujo de aire, temperatura y energía cinética de turbulencia. Para cada caso, la inestabilidad del flujo se presenta mediante la historia temporal de la velocidad del flujo de aire y la temperatura en puntos de monitoreo prescritos y se analiza más a fondo utilizando la técnica de Transformada Rápida de Fourier. Para el caso 1, la oscilación del flujo es irregular y menos dependiente de los puntos de monitoreo. Para el caso 2, la oscilación del flujo sigue siendo irregular pero con una frecuencia aumentada, posiblemente debido a una mayor recirculación del flujo alrededor de las esquinas de la caja sin calefacción. Para el caso 3, existe una frecuencia dominante, y la energía térmica oscilante es mayor que la energía cinética del flujo. Entre los tres casos, el caso 3 tiene la frecuencia dominante más alta en un rango de 4.3-4.6 Hz, pero la energía cinética es la más baja con 1.25 m^2/s. La oscilación del flujo no estacionario se debe probablemente a un alto número de Grashof y recirculación del flujo en las esquinas para los casos 1 y 2, y a un efecto combinado de un alto número de Grashof, recirculación del flujo en las esquinas e inestabilidad térmica (inducida por la formación y movimiento de la pluma térmica) para el caso 3.

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