Simulación numérica del impacto de aletas sólidas y porosas en el rendimiento de transferencia de calor en una cámara calentada diferencialmente
Autores: Xuan Hoang Khoa, Le; Pop, Ioan; Sheremet, Mikhail A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Simulación numérica del impacto de aletas sólidas y porosas en el rendimiento de transferencia de calor en una cámara calentada diferencialmente
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Desarrollo
Transferencia de calor
Dispositivos de ingeniería
Convección natural
Análisis numérico
Aletas porosas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
El desarrollo de diferentes campos industriales, incluyendo la ingeniería mecánica, la ingeniería de potencia y la electrónica, demanda el aumento de la transferencia de calor en dispositivos de ingeniería. Tal mejora se puede lograr añadiendo superficies extendidas de transferencia de calor a las paredes calentadas o a los elementos generadores de calor. Esta investigación está dedicada al análisis numérico del transporte de energía por convección natural en una cámara calentada diferencialmente con paredes verticales isotérmicas y un sistema de aletas montado en la pared calentada. El código computacional desarrollado internamente ha sido validado de manera exhaustiva. Se ha empleado el modelo de Darcy extendido de Forchheimer-Brinkman para la simulación numérica de los fenómenos de transporte en un material poroso. Las ecuaciones diferenciales parciales escritas, empleando variables no primitivas, han sido resueltas mediante la técnica de diferencias finitas. El análisis se ha realizado para aletas sólidas y porosas con diversos materiales, cantidades y alturas de aletas. Se ha revelado que las aletas porosas proporcionan una técnica muy eficaz para la intensificación de la eliminación de energía de las superficies calentadas.
Descripción
El desarrollo de diferentes campos industriales, incluyendo la ingeniería mecánica, la ingeniería de potencia y la electrónica, demanda el aumento de la transferencia de calor en dispositivos de ingeniería. Tal mejora se puede lograr añadiendo superficies extendidas de transferencia de calor a las paredes calentadas o a los elementos generadores de calor. Esta investigación está dedicada al análisis numérico del transporte de energía por convección natural en una cámara calentada diferencialmente con paredes verticales isotérmicas y un sistema de aletas montado en la pared calentada. El código computacional desarrollado internamente ha sido validado de manera exhaustiva. Se ha empleado el modelo de Darcy extendido de Forchheimer-Brinkman para la simulación numérica de los fenómenos de transporte en un material poroso. Las ecuaciones diferenciales parciales escritas, empleando variables no primitivas, han sido resueltas mediante la técnica de diferencias finitas. El análisis se ha realizado para aletas sólidas y porosas con diversos materiales, cantidades y alturas de aletas. Se ha revelado que las aletas porosas proporcionan una técnica muy eficaz para la intensificación de la eliminación de energía de las superficies calentadas.