Análisis de la transferencia de calor convectiva en recintos trapezoidales con redes no ortogonales

Abstract

El presente trabajo estudia numéricamente la convección natural transitoria en un recinto trapezoidal. El recinto consiste de dos paredes verticales paralelas, las cuales tienen altura H y h, separadas por una distancia L; y dos paredes inclinadas un ángulo ±γ, en forma simétrica. Las dos primeras están aisladas térmicamente y en las dos últimas, se impone un salto de temperatura (ΔT). Se consideran distintas razones de aspecto (A=H/L), ángulos de inclinación y saltos de temperatura. Se muestran algunos patrones de flujo y de temperatura y se analiza el efecto de los parámetros A, γ y ΔT, en la transferencia de calor convectiva, mediante el número de Nusselt (Nu). Se ha encontrado que para recintos aplanados (A=0.2), Nu es independiente de γ, hasta ΔT=20ºC, y que para mayores ΔT no supera el 25% respecto al valor calculado para γ=0º. Mientras que, para A=0.4, esta variación puede superar el 50%.

In this paper transient natural convection in trapezoidal cavities are studied numerically. Two vertical and parallel walls are adiabatic, and separated L distance. Other walls are inclinated symmetric way and drop temperature are imposed. Different aspect ratios (A), inclination angle (γ) and drop temperature (ΔT) are considered. Velocity and temperature patterns are shown. The present work study the effect of γ, ΔT and A, on heat transfer coefficient (Nu). For shallow cavity (A=0.2) Nu are independent of γ, until ΔT=20ºC, but greater drop temperature, the difference between γ=0º and γ=5º is approximated 25%. For A=0.4 this difference is larger 50%.