Departamento de Ingeniería Mecánica

Universidad de La Serena[pic 1][pic 2]

Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería Mecánica

Mecánica de Fluidos II

Dr Nelson Moraga Benavides

TAREA MECÁNICA DE FLUIDOS II

Pablo Maluenda Morales

RESUMEN:

En el trabajo que se presentará a continuación se analizará un problema de convección natural, un flujo generado por fuerzas de flotación en una cavidad cuadrada, con flujo turbulento. Para resolver estos métodos utilizaremos herramientas computacionales SAINTS y Fluent, que serán comparados y los resultados discutidos con el grupo de compañeros para analizar todo de una mejor manera.

ABSTRACT:

In the work presented below natural convection problem it will analyze a flow generated by buoyancy forces in a square cavity with turbulent flow. To solve these methods use computational tools and Fluent SAINTS , which will be compared and the results discussed with the peer group to analyze everything in a better way.

1. PROBLEMA DE CONVECCIÓN NATURAL

INTRODUCCIÓN

La convección es una de las formas de transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido, que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección se produce únicamente por fluidos. Lo que se llama convección en sí, es el transporte de calor por medio del movimiento del fluido

Definición del problema:

Esta experiencia se basa en un estudio de convección natural a un dominio bidimensional cuadrático que contiene aire, sus paredes superior e inferior son adiabáticas, su pared izquierda está sometida a una temperatura Th (Hot), su pared derecha a una temperatura Tc (Cold), y todo el dominio está sometido a la gravedad como muestra la Figura.

[pic 3]

Supuestos:

1. Flujo Turbulento        

1. Fluido newtoniano e incompresible
2. Propiedades constantes, excepto [pic 4]
3. Flujo no desarrollado        

Modelo matemático

Ecuación de Continuidad:

[pic 5]

[pic 6]

Ecuación de momento lineal en x:

[pic 7]

Ecuación de momento lineal en y:

[pic 8]

Ecuación de Energía:

[pic 9]

Ecuaciones del modelo k-[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

Condiciones de Borde:

• En   [pic 13]
• En   [pic 14]
• En [pic 15]
• En [pic 16]

Para el caso n°1 tenemos un fluido con un Grashof 10000 y Prandlt 100 con malla de 32x32.

[pic 17]

                    fig n°1 malla uniforme 32x32.

[pic 18]

fig n°2 líneas de corriente en malla uniforme 32x32.

[pic 19]

fig n°3 distribución de temperaturas malla uniforme 32x32.

En éste caso el programa computacional Tecplot arroja los valores de las velocidades con respecto a los puntos X,Y

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