Transferencia de calor conjugada unidimensional y tridimensional en una cavidad

Abstract

En este trabajo se estudia la transferencia de calor estacionaria utilizando dos modelos: unidimensional y tridimensional. El primero es teórico y permite estimar la transferencia de calor en función de un parámetro, definido por la razón entre las resistencias térmicas de la placa sólida y del fluido. El segundo se realiza mediante la simulación numérica del problema de transferencia de calor conjugada en una cavidad tridimensional. La temperatura impuesta en la placa inferior es mayor que en la parte superior, mientras que las paredes laterales se mantienen adiabáticas. Se consideran placas de distintos materiales (aluminio, acero y cobre) y razones de aspecto de la cavidad (H/L). En la interfase sólido-fluido, que define un “borde interno”, se establece una distribución de temperatura que dependerá del material, del espesor de la placa y del salto de temperatura impuesto. Esta distribución determina el patrón de flujo desarrollado en la región de fluido.

This work is carried out numerical simulation of the problem of conjugate heat transfer in a three-dimensional cavity. The temperature imposed on the bottom plate is greater than at the top, while the sidewalls are kept adiabatic. Plates are considered different materials (aluminum, steel and copper) and aspect ratios H / L (H height and length L). In the solidfluid interface, which defines an "inside edge", establishing a temperature distribution which depends on the material, the thickness of the plate and the temperature jump imposed. It is interesting to analyze the temperature distribution, developed in the inner edge, since it will determine the flow pattern developed in the region of fluid. We study the stationary heat transfer using two models: one-dimensional and three-dimensional, depending on a parameter, defined by the ratio of the thermal resistances of the solid plate and fluid.