Simulación de la Transferencia de Calor en Recipientes Cilíndricos con Flujo de Calor Constante y Variable

Abstract

Este trabajo estudia el fenómeno de convección natural transitoria en el interior de cavidades cilíndricas sometidas a flujo de calor constante y variable por la pared lateral, mientras que la base y tapa se consideran adiabáticas. La motivación surge del análisis térmico de tanques de gran volumen expuestos a las condiciones climáticas. Las simulaciones se realizan con el software OpenFOAM v.9, considerando la aproximación de Boussinesq. Para un flujo de calor constante, se analiza la influencia de distintos esquemas numéricos sobre los términos convectivos (QUICK, Linear, LinearUpwind) y refinamiento de mallas, evaluando la fidelidad de las soluciones. Se trabaja en configuraciones de 3 dimensiones, comparando los resultados de temperatura con datos experimentales reportados, mostrando una buena concordancia en el régimen transitorio. Finalmente, se considera un flujo de calor variable, definido en función de la temperatura ambiente, para aproximarse a condiciones reales. Este estudio constituye una base sólida para el análisis térmico de tanques de almacenamiento expuestos al ambiente.

Affiliated Institutions

• Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas AR
• Institute of Astronomy and Space Physics AR
• National University of Salta AR

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