Características de flujo en una cavidad rectangular con placas difusivas horizontales

Abstract

En este trabajo se estudia la convección natural y la transferencia de calor conjugada en un recinto rectangular. En la parte inferior y superior del mismo se ha colocado una delgada placa difusiva de distintos espesores y materiales. La temperatura en la base es mayor que en la parte superior mientras que las paredes laterales se mantienen adiabáticas. El problema es interesante por que la convección en la cavidad interior está impulsada por la diferencia de temperatura alcanzadas por las placas inferior y superior. Se obtiene distintos tipos de flujo en la cavidad dependiendo del número de Rayleigh impuesto, material y espesor de las placas y razón de aspecto. Se muestran los patrones de flujo, de temperatura y velocidad en la cavidad en el rango 1 × 10³ ≤ Ra ≤ 1 × 10⁷ para un recinto con razón de aspecto 0.5 y placas de vidrio y aluminio.

The present work study the conjugate natural convection and heat transfer in a rectangular enclosure. In the bottom and upper walls are put diffusive narrows plates with thickness and materials different. It will be assumed that the hot horizontal wall is the lower one and the cold horizontal wall is at the top of the enclosure. The vertical walls are assumed to be perfectly insulated. This problem is interesting because natural convection is caused by temperature difference in the lower and upper plates. Different flow structure in the cavity are obtained. It depend on the imposed Rayleigh number, thickness and materials plates and aspect ratio. The flow structure, temperatures and velocity in the range 1 × 10³ ≤ Ra ≤ 1 × 10⁷ are showed, for a rectangular enclosures of aspect ratio 0.5 and two different materials: aluminum and glass.