Transferencia de calor a través de la interfaz durante el cambio de fase de PCMs en microgravedad con efecto Marangoni

Martínez Figueira, Noelia (2020). Transferencia de calor a través de la interfaz durante el cambio de fase de PCMs en microgravedad con efecto Marangoni. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S. de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio (UPM).

Description

Title: Transferencia de calor a través de la interfaz durante el cambio de fase de PCMs en microgravedad con efecto Marangoni
Author/s:
  • Martínez Figueira, Noelia
Contributor/s:
  • Salgado Sánchez, Pablo
  • Porter, Jeffrey Brent
Item Type: Final Project
Date: 2020
Subjects:
Faculty: E.T.S. de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio (UPM)
Department: Aeronaves y Vehículos Espaciales
Creative Commons Licenses: Recognition - Non commercial - Share

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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.

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Item ID: 68237
DC Identifier: https://oa.upm.es/68237/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:68237
Deposited by: Noelia Martínez Figueira
Deposited on: 22 Aug 2021 08:01
Last Modified: 22 Aug 2021 08:01
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