Modelamiento de la transferencia de calor entre placas paralelas con un coating selectivo
| dc.contributor.advisor | Jahn von Arnswaldt, Wolfram Michael | |
| dc.contributor.author | Salinger Urquiza, Tomás Andrés | |
| dc.contributor.other | Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería | |
| dc.date.accessioned | 2020-09-29T18:07:08Z | |
| dc.date.available | 2020-09-29T18:07:08Z | |
| dc.date.issued | 2020 | |
| dc.description | Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2020 | |
| dc.description.abstract | En este trabajo se presenta un estudio de la transferencia de calor entre placas paralelas recubiertas con un coating emisivo. La placa inferior está a una temperatura caliente y la superior se mantiene fría. La cavidad intermedia se encuentra rellena con aire y las paredes laterales son consideradas adiabáticas y reflectantes. Se desarrolló un modelo analítico de transferencia de calor unidimensional y estacionario, que describe los parámetros críticos y magnitudes en que operan la conducción, convección y radiación. Se utilizó un caso base para validarlo, el cual considera una diferencia de temperaturas fija de 60ºC entre placas y 3 combinaciones de emisividades en las placas caliente (ε1) y fría (ε2): El primero considera ε1= ε2 = 0,9; el segundo ε1 = 0,9; ε2 = 0,05 y el tercero ε1 = ε2 = 0,05. Dichos casos se analizaron con respecto al número de Rayleigh para el rango, 10³ < Ra < 10⁷, con la distancia entre placas como variable. Se reportó el comportamiento de las tasas de transferencia de calor a través del número de Nusselt (Nu) de convección, radiación y total, así como también el porcentaje de aporte de la radiación con respecto a la transferencia total. Posteriormente, se evaluó el modelo para condiciones experimentales. Las temperaturas a las cuales se evaluó la cara caliente son 300, 400 y 500ºC y en la cara fría son dependientes de la efectividad de enfriamiento del circuito de disipación. También se desarrolló un modelo para obtener la emisividad equivalente a través de gráficos de emisividad espectral, y con ellos se evaluó el efecto de la radiación en la transferencia de calor para parámetros experimentales. Se consideró el fenómeno de convección de Rayleigh-Bénard y se determinaron los parámetros críticos en que la transferencia de calor cambia de conducción pura a convección predominante (Ra=1708, Nu=1). Por último, se propone un montaje experimental para evaluar y afinar el modelo analítico.En este trabajo se presenta un estudio de la transferencia de calor entre placas paralelas recubiertas con un coating emisivo. La placa inferior está a una temperatura caliente y la superior se mantiene fría. La cavidad intermedia se encuentra rellena con aire y las paredes laterales son consideradas adiabáticas y reflectantes. Se desarrolló un modelo analítico de transferencia de calor unidimensional y estacionario, que describe los parámetros críticos y magnitudes en que operan la conducción, convección y radiación. Se utilizó un caso base para validarlo, el cual considera una diferencia de temperaturas fija de 60ºC entre placas y 3 combinaciones de emisividades en las placas caliente (ε1) y fría (ε2): El primero considera ε1= ε2 = 0,9; el segundo ε1 = 0,9; ε2 = 0,05 y el tercero ε1 = ε2 = 0,05. Dichos casos se analizaron con respecto al número de Rayleigh para el rango, 10³ < Ra < 10⁷, con la distancia entre placas como variable. Se reportó el comportamiento de las tasas de transferencia de calor a través del número de Nusselt (Nu) de convección, radiación y total, así como también el porcentaje de aporte de la radiación con respecto a la transferencia total. Posteriormente, se evaluó el modelo para condiciones experimentales. Las temperaturas a las cuales se evaluó la cara caliente son 300, 400 y 500ºC y en la cara fría son dependientes de la efectividad de enfriamiento del circuito de disipación. También se desarrolló un modelo para obtener la emisividad equivalente a través de gráficos de emisividad espectral, y con ellos se evaluó el efecto de la radiación en la transferencia de calor para parámetros experimentales. Se consideró el fenómeno de convección de Rayleigh-Bénard y se determinaron los parámetros críticos en que la transferencia de calor cambia de conducción pura a convección predominante (Ra=1708, Nu=1). Por último, se propone un montaje experimental para evaluar y afinar el modelo analítico.En este trabajo se presenta un estudio de la transferencia de calor entre placas paralelas recubiertas con un coating emisivo. La placa inferior está a una temperatura caliente y la superior se mantiene fría. La cavidad intermedia se encuentra rellena con aire y las paredes laterales son consideradas adiabáticas y reflectantes. Se desarrolló un modelo analítico de transferencia de calor unidimensional y estacionario, que describe los parámetros críticos y magnitudes en que operan la conducción, convección y radiación. Se utilizó un caso base para validarlo, el cual considera una diferencia de temperaturas fija de 60ºC entre placas y 3 combinaciones de emisividades en las placas caliente (ε1) y fría (ε2): El primero considera ε1= ε2 = 0,9; el segundo ε1 = 0,9; ε2 = 0,05 y el tercero ε1 = ε2 = 0,05. Dichos casos se analizaron con respecto al número de Rayleigh para el rango, 10³ < Ra < 10⁷, con la distancia entre placas como variable. Se reportó el comportamiento de las tasas de transferencia de calor a través del número de Nusselt (Nu) de convección, radiación y total, así como también el porcentaje de aporte de la radiación con respecto a la transferencia total. Posteriormente, se evaluó el modelo para condiciones experimentales. Las temperaturas a las cuales se evaluó la cara caliente son 300, 400 y 500ºC y en la cara fría son dependientes de la efectividad de enfriamiento del circuito de disipación. También se desarrolló un modelo para obtener la emisividad equivalente a través de gráficos de emisividad espectral, y con ellos se evaluó el efecto de la radiación en la transferencia de calor para parámetros experimentales. Se consideró el fenómeno de convección de Rayleigh-Bénard y se determinaron los parámetros críticos en que la transferencia de calor cambia de conducción pura a convección predominante (Ra=1708, Nu=1). Por último, se propone un montaje experimental para evaluar y afinar el modelo analítico.En este trabajo se presenta un estudio de la transferencia de calor entre placas paralelas recubiertas con un coating emisivo. La placa inferior está a una temperatura caliente y la superior se mantiene fría. La cavidad intermedia se encuentra rellena con aire y las paredes laterales son consideradas adiabáticas y reflectantes. Se desarrolló un modelo analítico de transferencia de calor unidimensional y estacionario, que describe los parámetros críticos y magnitudes en que operan la conducción, convección y radiación. Se utilizó un caso base para validarlo, el cual considera una diferencia de temperaturas fija de 60ºC entre placas y 3 combinaciones de emisividades en las placas caliente (ε1) y fría (ε2): El primero considera ε1= ε2 = 0,9; el segundo ε1 = 0,9; ε2 = 0,05 y el tercero ε1 = ε2 = 0,05. Dichos casos se analizaron con respecto al número de Rayleigh para el rango, 10³ < Ra < 10⁷, con la distancia entre placas como variable. Se reportó el comportamiento de las tasas de transferencia de calor a través del número de Nusselt (Nu) de convección, radiación y total, así como también el porcentaje de aporte de la radiación con respecto a la transferencia total. Posteriormente, se evaluó el modelo para condiciones experimentales. Las temperaturas a las cuales se evaluó la cara caliente son 300, 400 y 500ºC y en la cara fría son dependientes de la efectividad de enfriamiento del circuito de disipación. También se desarrolló un modelo para obtener la emisividad equivalente a través de gráficos de emisividad espectral, y con ellos se evaluó el efecto de la radiación en la transferencia de calor para parámetros experimentales. Se consideró el fenómeno de convección de Rayleigh-Bénard y se determinaron los parámetros críticos en que la transferencia de calor cambia de conducción pura a convección predominante (Ra=1708, Nu=1). Por último, se propone un montaje experimental para evaluar y afinar el modelo analítico.En este trabajo se presenta un estudio de la transferencia de calor entre placas paralelas recubiertas con un coating emisivo. La placa inferior está a una temperatura caliente y la superior se mantiene fría. La cavidad intermedia se encuentra rellena con aire y las paredes laterales son consideradas adiabáticas y reflectantes. Se desarrolló un modelo analítico de transferencia de calor unidimensional y estacionario, que describe los parámetros críticos y magnitudes en que operan la conducción, convección y radiación. Se utilizó un caso base para validarlo, el cual considera una diferencia de temperaturas fija de 60ºC entre placas y 3 combinaciones de emisividades en las placas caliente (ε1) y fría (ε2): El primero considera ε1= ε2 = 0,9; el segundo ε1 = 0,9; ε2 = 0,05 y el tercero ε1 = ε2 = 0,05. Dichos casos se analizaron con respecto al número de Rayleigh para el rango, 10³ < Ra < 10⁷, con la distancia entre placas como variable. Se reportó el comportamiento de las tasas de transferencia de calor a través del número de Nusselt (Nu) de convección, radiación y total, así como también el porcentaje de aporte de la radiación con respecto a la transferencia total. Posteriormente, se evaluó el modelo para condiciones experimentales. Las temperaturas a las cuales se evaluó la cara caliente son 300, 400 y 500ºC y en la cara fría son dependientes de la efectividad de enfriamiento del circuito de disipación. También se desarrolló un modelo para obtener la emisividad equivalente a través de gráficos de emisividad espectral, y con ellos se evaluó el efecto de la radiación en la transferencia de calor para parámetros experimentales. Se consideró el fenómeno de convección de Rayleigh-Bénard y se determinaron los parámetros críticos en que la transferencia de calor cambia de conducción pura a convección predominante (Ra=1708, Nu=1). Por último, se propone un montaje experimental para evaluar y afinar el modelo analítico. | |
| dc.format.extent | x, 75 páginas | |
| dc.identifier.doi | 10.7764/tesisUC/ING/45766 | |
| dc.identifier.uri | https://doi.org/10.7764/tesisUC/ING/45766 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.uc.cl/handle/11534/45766 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.nota.acceso | Contenido completo | |
| dc.rights | acceso abierto | |
| dc.subject.ddc | 536.25 | |
| dc.subject.dewey | Matemática física y química | es_ES |
| dc.subject.other | Convección del calor | es_ES |
| dc.subject.other | Transmisión del calor | es_ES |
| dc.title | Modelamiento de la transferencia de calor entre placas paralelas con un coating selectivo | es_ES |
| dc.type | tesis de maestría | |
| sipa.codpersvinculados | 19078 |