Variabilidad de Parámetros en Convección Viscosa
Autores: Holzbecher, Ekkehard
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Variabilidad de Parámetros en Convección Viscosa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Diseño
Fluidos
Viscosidad
Movimientos convectivos
Experimento
Modelos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Para el diseño óptimo de dispositivos de refrigeración y calefacción, las propiedades de los fluidos incluidos son cruciales. La dependencia de la temperatura de la viscosidad merece atención, ya que los cambios pueden ser de un orden de magnitud o más. Aquí examinamos la influencia en los movimientos convectivos simulando un experimento de calefacción y refrigeración con un cilindro vertical mediante modelos de dinámica de fluidos computacional (CFD) por elementos finitos. Un montaje experimental en el que los patrones de flujo son determinados por la convección viscosa transitoria no ha sido simulado antes. Al evaluar el comportamiento general del experimento en 2D, encontramos una fase dinámica después y antes de fases con cambios moderados. Los patrones de flujo en la fase dinámica cambian significativamente con el rango de temperatura del experimento. Comparamos el resultado de los modelos numéricos con los resultados de experimentos de laboratorio, encontrando discrepancias importantes en cuanto a los patrones de flujo en la fase dinámica. La modelización en 3D muestra dinámicas más débiles pero no muestra un buen sincronismo con el experimento. El estudio ilustra la importancia de las dependencias de parámetros para los movimientos convectivos y demuestra las capacidades y limitaciones de los modelos para reproducir detalles de la convección viscosa.
Descripción
Para el diseño óptimo de dispositivos de refrigeración y calefacción, las propiedades de los fluidos incluidos son cruciales. La dependencia de la temperatura de la viscosidad merece atención, ya que los cambios pueden ser de un orden de magnitud o más. Aquí examinamos la influencia en los movimientos convectivos simulando un experimento de calefacción y refrigeración con un cilindro vertical mediante modelos de dinámica de fluidos computacional (CFD) por elementos finitos. Un montaje experimental en el que los patrones de flujo son determinados por la convección viscosa transitoria no ha sido simulado antes. Al evaluar el comportamiento general del experimento en 2D, encontramos una fase dinámica después y antes de fases con cambios moderados. Los patrones de flujo en la fase dinámica cambian significativamente con el rango de temperatura del experimento. Comparamos el resultado de los modelos numéricos con los resultados de experimentos de laboratorio, encontrando discrepancias importantes en cuanto a los patrones de flujo en la fase dinámica. La modelización en 3D muestra dinámicas más débiles pero no muestra un buen sincronismo con el experimento. El estudio ilustra la importancia de las dependencias de parámetros para los movimientos convectivos y demuestra las capacidades y limitaciones de los modelos para reproducir detalles de la convección viscosa.