Abstract
En este trabajo se ha llevado a cabo un estudio acerca de los efectos de la transferencia
de calor en la interfaz de un PCM de alto número de Pr (Pr = 52.53), el n-octadecano,
contenido en un recipiente rectangular de relación de aspecto 1.5 durante su proceso de
fusión en condiciones de microgravedad. Como consecuencia de la existencia de una superficie
libre, en esa interfaz situada en la parte superior del PCM va a aparecer el llamado efecto
Marangoni o convección termocapilar, favoreciendo la fusión del material. Para analizar
como influye la transferencia de calor en el sistema descrito, se han realizado simulaciones
en un amplio rango de temperaturas con el programa COMSOL Multiphysics, que utiliza el
método de los elementos finitos, y se ha modelizado la transición del cambio de fase con el
modelo de entalpía-porosidad de las ecuaciones de Navier-Stokes. Como no se ha resuelto el
movimiento y temperatura del aire, se impone en la interfaz un perfil de temperaturas para
simularlo, y como el ratio de transferencia de calor también es desconocido, se introduce un
nuevo parámetro, el número de Bi, a través del cual se va a imponer una mayor o menor
transferencia de calor. Se han analizado tres perfiles de temperaturas y cuatro números
de Bi para cada diferencia de temperaturas entre paredes aplicada, y se lleva a cabo un
estudio de en que medida la consideración de la transferencia de calor les afecta en cuanto a
tiempos de fusión, avance del frente, temperatura crítica, naturaleza del flujo termocapilar
(estacionario u oscilatorio), calor a través de las paredes e interfaz y transporte de calor por
parte del flujo. Los perfiles de temperaturas analizados son un perfil de temperaturas lineal,
en el que la temperatura varía linealmente del lado frío al caliente, un perfil de temperaturas
constante en toda la interfaz a 23 ºC y un perfil de temperaturas media con una temperatura
constante impuesta de valor la media de la temperatura del lado frío y lado caliente.
