Simulación CFD en dispositivos multicanle: efecto da relación de aspecto na transferencia local de calor
| Data de defensa | 21/07/2022 |
| Titulación | Grao en Enxeñaría Aeroespacial |
| Centro | Escola de Enxeñaría Aeronáutica e do Espazo |
| Dirección |
Titoría: Elena Beatriz Martín Ortega |
| Tribunal |
Presidencia: María Beatriz Guitián Saco Secretaría: María de las Nieves Lorenzo González Vogalía: Fermín Navarro Medina |
| Resumo | Un dos sistemas empregados para a disipación da calor, sobre todo no ámbito dos microdispositivos, son aqueles con multicanles para facilitar a transmisión de calor ao entorno próximo. A implementación destas canles pode realizarse mediante xeometrías moi diversas, coma por exemplo de sección alongada ou cilíndricas perpendiculares. Ademais, pódense implementar outros elementos xeométricos que melloren o rendemento global do disipador, sendo un exemplo disto a tip clearance. Neste traballo centrámonos na modelización dun dispositivo multicanle de sección alongada cunha tip clearance dunhas dimensións previamente definidas para, posteriormente, resolver numericamente o problema fluidodinámico e térmico empregando o programa OpenFOAM, que utiliza o método de volumes finito. O modelo matemático definido no solver usado foi un tridimensional, estacionario e incompresible das ecuacións de Navier-Stokes (ecuación de continuidade, cantidade de movemento e da calor). O obxectivo ao levar a cabo estas simulacións é atopar cal é a relación de aspecto das canles máis óptima para diferentes réximes do número de Reynolds, en función de parámetros coma a eficiencia na transmisión de calor (ligada ao número de Nusselt) e a perda de carga entre a entrada e saída do dominio computacional. Unha vez obtidos os resultados de todos os casos de interese, representamos graficamente e analizamos os seguintes parámetros, que nos permiten comprender a topoloxía e comportamento do fluxo: transferencia de calor global e local, perda de carga, campo de velocidades transversais e campo de temperaturas. Finalmente, despois de interpretar os resultados numéricos anteriormente mencionados, chegamos ás conclusións en que determinamos cal é a configuración xeométrica que satisfai os obxectivos establecidos para diferentes valores do número de Reynolds. Palabras chave: Dinámica de fluídos computacional (CFD), dispositivo multicanle, relación de aspecto, transferencia de calor. |