Convección natural a elevado número de Rayleigh en recintos triangulares rectangulares enfriados por arriba. Parte I: flujo de calor

Abstract

En este trabajo se realiza una simulación numérica del problema de convección natural en un recinto triangular rectangular. Se obtiene soluciones para el flujo en el rango 10<SUP>5</SUP> < Ra < 10<SUP>10</SUP>, Pr = 0.7 y para la razones de aspecto A igual a 0.1, 0.5 y 1. El rango de Rayleigh se extiende mucho mas allá del reportado turbulento en la literatura. En esta primera parte se informa de los resultados concernientes al flujo de calor. Se estudia el flujo de calor local y global en la superficie inclinada y en la base a través del análisis del número de Nusselt. El flujo de calor local presenta valles picos correspondientes a las celdas convectivas. El número de Nusselt se correlaciona bien con la fórmula que surge del análisis teórico (Bejan, 1984) resultando, para A = 0,1 proporcional a Ra <SUP>0.28</SUP>, confirmando que la transferencia está gobernada por convección multicelular de tipo Bennard, con un coeficiente de correlación C<SUB>1</SUB>=0.256.

This work deals with the numerical simulation of High Rayleigh Natural Convection in a rectangular triangular cavity cooled from above. Laminar flow solution where obtained in the range , rango 10<SUP>5</SUP> < Ra < 10<SUP>10</SUP>, Pr=0.7 and aspect ratios A equal to 0.1, 0.5 and 1. Raleigh number range extends far beyonds the reported turbulent range. In this first part the heat flow results are reported. Local and global heat flow over the incline and base surfaces were studided through the analysis of Nusselt number. The heat flow presents valleys and pics corresponding with convective cells. The Nuslet Number correlates well with the theoretical analysis formula (Bejan, 1984) yielding that for A=1, a proportionality with Ra<SUP>0.28</SUP>. This confirms that the transfer is governed by Benard type multicelullar convection. The coorelation coefficient is C<SUB>1</SUB> = 0.256.