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Análisis numérico de la convección natural en recintos cerrados con distinto factor de forma Análisis numérico de la convección natural en recintos cerrados con distinto factor de forma

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Author(s): Arturo Lizardi Ramos

Journal: Nexo
ISSN 1818-6742

Volume: 24;
Issue: 1;
Start page: 3;
Date: 2011;
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Keywords: Convección natural | Cavidad cerrada | ANSYS

ABSTRACT
En este trabajo se utilizó el análisis numérico, aplicando el programa de simulación para ingeniería ANSYS, para establecer la distribución de temperaturas, densidad y velocidades vertical y horizontal en una cavidad cerrada con relación geométrica alto/ancho (H/E) del sistema de 0.5, 1 y 2, temperatura constante en la pared vertical izquierda y derecha de 50 y 20 °C, respectivamente, y condición de frontera adiabática en las paredes horizontales. Lo anterior para un número de Prandtl de 4.83 y Rayleigh de 5.84x107. Al comparar los resultados entre el sistema con H/E = 2 y H/E = 1, se encontró que el valor máximo positivo de la velocidad vertical se incrementó un 26.29 %, el de la velocidad horizontal disminuyó 72.75 % y la temperatura en la zona central de la cavidad disminuyó un 2.46 %. Por otro lado, al comparar los resultados del sistema H/E = 0.5 y H/E = 1, se encontró que el valor máximo positivo de la velocidad vertical aumentó un 7.24 %, el de la velocidad horizontal se incrementó 34.08 % y la temperatura de la zona central del sistema disminuyó un 3.70 %. Palabras claves: Convección natural; Cavidad cerrada; ANSYS  In this work, numerical analysis was used to determine temperature distribution, density and both vertical as horizontal velocities applying engineering simulation software ANSYS. This was conduct for a closed cavity with geometrical relations height/width (H/E) of 0.5, 1 and 2. Likewise, constant temperatures in the left-right vertical walls of 50 and 20 °C and adiabatic boundary condition for the horizontal walls were considered. This activity was done considering Prandtl and Rayleigh numbers of 4.83 and 5.84x107, respectively. When results were compared for H/E = 2 and H/E = 1, it was found that the positive maximum value for the vertical velocity increased 26.29 %, horizontal velocity decreased 72.75 % and the central zone temperature in the cavity decreased 2.46 %. On the other hand, when the results for H/E = 0.5 and H/E = 1 were compared, it was found that the positive maximum value for the vertical velocity increased 7.24 %, horizontal velocity increased 34.08 % and the central zone temperature in the system decreased 3.70 %. Keywords: Natural convection; Closed cavity; ANSYS
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