Impacto del régimen de convección en la distribución de temperatura en la caja de almacenamiento de distribución de alimentos
Autores: Beaumont, Fabien; Murer, Sébastien; Bogard, Fabien; Polidori, Guillaume
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Impacto del régimen de convección en la distribución de temperatura en la caja de almacenamiento de distribución de alimentos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio
Optimización
Almacenamiento en frío
Sistema de ventilación
Rendimiento termodinámico
Dinámica de fluidos computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio tiene como objetivo optimizar el rendimiento termodinámico de una caja de distribución de almacenamiento en frío mediante la integración de un sistema de ventilación. Para lograr este objetivo, se desarrolla un prototipo construido a partir de poliestireno expandido, incorporando un sistema de ventilación activa para asegurar la uniformidad de la temperatura fría. Se integran termopares en el dispositivo para monitorear la evolución temporal de la temperatura con y sin ventilación. Concurrentemente, se lleva a cabo una investigación termo-aerodinámica en 2D utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD). La modelización numérica del comportamiento termodinámico de la fuente fría emplea leyes polinómicas como datos de entrada para el código computacional (funciones UDF). Una comparación entre los resultados experimentales y numéricos revela la precisa predicción del código computacional sobre la evolución temporal de la temperatura en la caja de distribución de almacenamiento en frío, particularmente bajo condiciones de convección forzada. Los hallazgos indican que en ausencia de ventilación, los intercambios térmicos ocurren principalmente a través de la conducción del aire, mientras que con ventilación, los intercambios se facilitan por convección. En general, la convección forzada inducida por la inclusión de un dispositivo de ventilación mejora los transferencias térmicas y el rendimiento termodinámico de la caja de distribución de almacenamiento en frío. Además, la mezcla de aire limita la estratificación térmica, facilitando así la homogeneización de la temperatura.
Descripción
Este estudio tiene como objetivo optimizar el rendimiento termodinámico de una caja de distribución de almacenamiento en frío mediante la integración de un sistema de ventilación. Para lograr este objetivo, se desarrolla un prototipo construido a partir de poliestireno expandido, incorporando un sistema de ventilación activa para asegurar la uniformidad de la temperatura fría. Se integran termopares en el dispositivo para monitorear la evolución temporal de la temperatura con y sin ventilación. Concurrentemente, se lleva a cabo una investigación termo-aerodinámica en 2D utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD). La modelización numérica del comportamiento termodinámico de la fuente fría emplea leyes polinómicas como datos de entrada para el código computacional (funciones UDF). Una comparación entre los resultados experimentales y numéricos revela la precisa predicción del código computacional sobre la evolución temporal de la temperatura en la caja de distribución de almacenamiento en frío, particularmente bajo condiciones de convección forzada. Los hallazgos indican que en ausencia de ventilación, los intercambios térmicos ocurren principalmente a través de la conducción del aire, mientras que con ventilación, los intercambios se facilitan por convección. En general, la convección forzada inducida por la inclusión de un dispositivo de ventilación mejora los transferencias térmicas y el rendimiento termodinámico de la caja de distribución de almacenamiento en frío. Además, la mezcla de aire limita la estratificación térmica, facilitando así la homogeneización de la temperatura.