Conveccion Natural en Anular Excentrico

7/23/2019 Conveccion Natural en Anular Excentrico

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Resumen:

La conveccin natural en un espacio anular, que se encuentra entre dos cilindrosexcntricos horizontales es estudiada en el presente. Este ltimo est orientado en unngulo aritrario !. El espacio anular se llena con un "luido ne#toniano e incompresile.

El nmero de $randtl se "i%a en &,'&( )caso del aire*, la excentricidad se "i%a en &,+ pero elnmero de rasho" var-a. ediante el uso de la aproximacin de /oussinesq 0 la"ormulacin "uncin vorticidad 1vapor, el "lu%o se modela por las ecuaciones di"erencialescon la derivada parcial. $ara las condiciones de calentamiento, se supone 2342(.

5n cdigo de computadora "ue desarrollado, este ltimo utiliza volmenes "initos, para ladiscretizacin de las ecuaciones 0 en ordenar para mostrar su "iailidad. Examinamos ele"ecto del nmero de rasho" en los resultados otenidos que es cualitativa ocuantitativamente.

6ntroduccin:

La conveccin natural entre cilindros excntricos horizontales ha sido ampliamenteestudiada experimental 0 numricamente en las ltimas tres dcadas deido a laimportancia de esta en las industrias, tales como los sistemas de re"rigeracin de cale detransmisin, sistemas de almacenamiento de energ-a latente, dise7os de reactores nucleares,etc. uchas investigaciones experimentales 0 numricas se han realizado sore laconveccin trmica entre dos anulares concntricos. 5na revisin exhaustiva de lacorrespondiente literatura "ue hecha por 8uehn 0 oldstein 93 , (.

;omenclatura

a celeracin gravitacional )m.s1(*

r ;mero de rasho" de"inido por

?, ?

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r3, r( Radio interno 0 externo respectivamente )m*

BC 2ermino "uente

2 2emperatura del "luido )8*23, 2( 2emperaturas de pared caliente 0 "r-a )8*

D2 @i"erencia de temperatura D22312( )8*

FG,FH

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igura 3. Beccin de corte del sistemaLos cilindros son asumidos como isotrmicos con el cilindro interno siendo retenido en unode ma0or temperatura. Las propiedades "-sicas del "luido son constantes, excepto ladensidad cu0as variaciones estn en el origen de la conveccin natural. La disipacinviscosa se desprecia, tal como la radiacin )propiedades emisoras de las dos paredes sondespreciadas*. Be admite que el prolema es idimensional, permanente 0 laminar.

Ecuacin de continuidad:

Ecuacin de momento:

Ecuacin de calor:

Las coordenadas son:

Las ecuaciones 3,( 0 P se convierten:

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La introduccin de la vorticidad est de"inida por:

$asamos directamente a escriir las ecuaciones adimensionales, planteando las siguientescantidades adimensionales:

Las ecuaciones )T*, )U*, )'* 0 )V* se convierten:

Las condiciones "rontera son las siguientes:

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simulated numericall0 0 Lattice /oltzmann odel )L/* ased on doule1populationapproach #hich studied 0 attahi et al 9P Xne o" the earl0 #or=s is related to Bn0der 9+#ho studied heat trans"er in an eccentric annulus under the slug "lo# assumption 0 ananal0tical approach. ?e considered "ull0 developed condition #ith the outer pipe asinsulated. Laminar "orced convection in eccentric annuli has een studied 0