Aplicación de modelos combinados a escala micro y macro para investigar la transferencia de calor y masa a través de estructuras textiles con ventilación adicional
Autores: Gadeikyt, Aura; Abraitien, Aura; Barauskas, Rimantas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Aplicación de modelos combinados a escala micro y macro para investigar la transferencia de calor y masa a través de estructuras textiles con ventilación adicional
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelos computacionales
Intercambio de calor y masa
Estructuras textiles
Ventilación
Confort térmico
Análisis de elementos finitos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se investigaron modelos computacionales de intercambio de calor y masa a través de estructuras textiles con ventilación adicional a nivel micro y macro. El análisis de elementos finitos de materiales textiles avanzados proporciona una mejor comprensión de sus propiedades de transferencia de calor y masa, las cuales influyen en el confort térmico. Los modelos computacionales desarrollados pueden predecir la permeabilidad al aire (AP), la resistencia térmica () y los coeficientes de transferencia de calor (h) a nivel micro. Además, el tamaño de la malla fue tenido en cuenta y validado con datos experimentales presentados en la literatura. Asimismo, los modelos computacionales se extendieron a modelos de ventilación forzada a nivel micro y macro. Los modelos de elementos finitos a escala macro requieren parámetros de entrada como un coeficiente de transferencia de calor efectivo que generalmente se obtienen experimentalmente. En esta investigación, los coeficientes de transferencia de calor (h = 25,603 W/(K·m), h = 8,9646 W/(K·m)) se obtuvieron numéricamente a partir del modelo a escala micro y se aplicaron a un modelo a escala macro. La metodología propuesta y los modelos desarrollados facilitan la determinación de la temperatura promedio y las distribuciones de temperatura a través de diferentes posiciones a lo largo del eje Oz. Las simulaciones se realizaron utilizando el software Comsol Multiphysics y Matlab.
Descripción
En este estudio, se investigaron modelos computacionales de intercambio de calor y masa a través de estructuras textiles con ventilación adicional a nivel micro y macro. El análisis de elementos finitos de materiales textiles avanzados proporciona una mejor comprensión de sus propiedades de transferencia de calor y masa, las cuales influyen en el confort térmico. Los modelos computacionales desarrollados pueden predecir la permeabilidad al aire (AP), la resistencia térmica () y los coeficientes de transferencia de calor (h) a nivel micro. Además, el tamaño de la malla fue tenido en cuenta y validado con datos experimentales presentados en la literatura. Asimismo, los modelos computacionales se extendieron a modelos de ventilación forzada a nivel micro y macro. Los modelos de elementos finitos a escala macro requieren parámetros de entrada como un coeficiente de transferencia de calor efectivo que generalmente se obtienen experimentalmente. En esta investigación, los coeficientes de transferencia de calor (h = 25,603 W/(K·m), h = 8,9646 W/(K·m)) se obtuvieron numéricamente a partir del modelo a escala micro y se aplicaron a un modelo a escala macro. La metodología propuesta y los modelos desarrollados facilitan la determinación de la temperatura promedio y las distribuciones de temperatura a través de diferentes posiciones a lo largo del eje Oz. Las simulaciones se realizaron utilizando el software Comsol Multiphysics y Matlab.