Estudio de la transferencia de calor en el régimen de transición temporal laminar-turbulento en canales angostos para Reynolds moderados

Abstract

En el presente trabajo se estudia la transferencia de calor en el régimen de transición temporal laminar-turbulento en canales rectangulares angostos mediante experimentos numéricos usando simulación numérica directa (DNS). Para este fin se utilizó el código Incompact3d que resuelve las ecuaciones de Navier-Stokes con transporte de un escalar pasivo (temperatura). El flujo se inestabilizó utilizando la inestabilidad tipo K, la cual está compuesta por ondas de Tollmien-Schlichting y por un par de ondas oblicuas. Las amplitudes de las ondas de Tollmien-Schlichting (A2d) y del par de ondas oblicuas (A3d) fueron de 8% y de 1 %, respectivamente. Se muestran resultados para el número de Nusselt local para Re = 5000 y 4200 con Pr = 1, y para la condición de flujo de calor uniforme en las paredes. Este coeficiente muestra una zona laminar en un periodo inicial, seguido de una región temporal de intermitencia y luego un flujo turbulento completamente desarrollado. Finalmente, estos resultados se comparan correctamente, desde el punto mínimo de transferencia de calor hasta la zona turbulenta, con los resultados de la transición espacial laminar-turbulenta simulados con los mismos parámetros seleccionados para el presente trabajo.