Convección de calor intersticial en el flujo de fluidos a traves de medios porosos

Resumen

En este trabajo se presenta una metodología teórica-experimental para determinarlos coeficientes intersticiales de transferencia de calor promedio en el flujo de agua a través de medios porosos donde el fluido no está en equilibrio térmico con la fase sólida. Los coeficientes de transferencia de calor se obtienen a través del Single Blow Transient Method, combinando los resultados experimentales en un banco de ensayo con las soluciones numéricas del modelo matemático propuesto y constituido por la ecuación de continuidad, las ecuaciones de movimiento, la ecuación de la energía de la fase fluida y la ecuación de la energía de la fase sólida. El sistema de ecuaciones diferenciales parciales generado en el modelo matemático se resuelve a través de una metodología numérica basada en el método de volúmenes finitos. Este modelo numérico se construyó en el software de la dinámica de los fluidos computacional CFX  4.3™ y se desarrolló en coordenadas cilíndricas axisimétricas, usando un esquema de diferencias centrales para aproximar los términos difusivos, un esquema híbrido para los términos convectivos y un esquema totalmente implícito para implementar el régimen transitorio. Las pruebas experimentales y las soluciones numéricas se realizaron para diferentes valores de velocidad superficial del fluido a la entrada del lecho y para diferentes valores de porosidad del medio, obteniéndose que los números de Nusselt dependen en gran escala de los números de Reynolds y la porosidad del medio, concordando satisfactoriamente con los resultados de investigaciones similares.