Análisis de la transferencia de calor y masa en recintos trapezoidales | Analysis of heat transfers in presence de vapors in trapezoidal enclosures

En este trabajo se estudia el problema transitorio de la transferencia de calor y masa, de un sistema binario aire-vapor de agua, dentro de una cavidad con área transversal trapezoidal, que se describe matemáticamente por la ecuación de continuidad, de Navier Stokes, de energía y de difusión para el vapor de agua. Para la mezcla se imponen condiciones de borde de velocidad nula, es decir, no se considera el soplado producido por la evaporación del agua. Para la ecuación de energía se imponen condiciones adiabáticas en los laterales, temperatura fría en la parte superior, temperatura caliente en la parte inferior. Para la ecuación de difusión se supone impenetrabilidad en las caras laterales y equilibrio en las superficies superior e inferior. Recientemente nuestro grupo realizó una simulación del problema transitorio dentro de un recinto triangular, para un único componente (aire). En este artículo, se modifica la geometría del recinto, se realiza una comparación de la transferencia de calor para un sistema simple y otro binario. En este último caso, se plantea la situación en que tanto el gradiente térmico como el másico actúan en igual y distintos sentidos; se presentan los patrones de flujo y de temperatura; y se analiza la transferencia de calor y masa mediante los números de Nusselt y Sherwood locales y globales.

The heat and mass transfer problem in trapezoidal cavities is studied in this work. The problem is governed by the continuity equation, the Boussinesq approximation and the energy and vapor convection-diffusion equations. Non slip and non-penetrability boundary conditions are imposed for the fluid, that is, the blowing produced by water evaporation is not considered. Adiabatic laterals, cold upper boundary and hot inferior boundary are imposed for the energy equation. The vapor convection-diffusion equation is solved with non-total flow laterals and fixed concentration condition for the upper and lower boundaries. Recently, our research group published simulation results of the transient in a triangular cavity with only component (air) . In this article we change the geometry of cavity, flow, temperature and vapor patterns are presented. The local and global the heat (Nusselt number) and mass transfer (Sherwood number) is studied.

Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES)