Simulación numérica de la transferencia de calor en una cavidad rectangular abierta considerando propiedades variables

Abstract

Tesis de maestría en ciencias de la ingeniería. Este trabajo presenta resultados numéricos de la transferencia de calor por convección natural en una cavidad 2D abierta. La temperatura de la pared opuesta a la abertura varía entre 310 y 800 K, mientras que la temperatura de los alrededores permanece a 300 K. Las otras paredes permanecen adiabáticas. El ángulo de la pared caliente es de 90° y el dominio de cómputo se extiende fuera de la cavidad. Los resultados en estado permanente se obtienen para el intervalo de 104 a 107 para el número de Rayleigh. Se desarrolló un código numérico utilizando el método de volumen finito y el algoritmo SIMPLEC. Este código se verifica exitosamente con resultados publicados en la literatura. Los resultados muestran que el número de Nusselt promedio de la pared caliente aumenta con el Rayliegh y disminuye con la diferencia de temperatura. Tanto el espesor de la capa límite hidrodinámica y de la capa límite térmica disminuye al aumentar el Rayleigh y aumenta con la diferencia de temperatura.