| Revista: | Revista mexicana de ingeniería química |
| Base de datos: | PERIÓDICA |
| Número de sistema: | 000335643 |
| ISSN: | 1665-2738 |
| Autores: | Jiménez Islas, H1 Calderón Ramírez, M1 Navarrete Bolaños, J.L1 Botello Alvarez, J.E1 Martínez González, G.M1 López Isunza, F2 |
| Instituciones: | 1Instituto Tecnológico de Celaya, Departamento de Ingeniería Química, Celaya, Guanajuato. México 2Universidad Autónoma Metropolitana, Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica, Iztapalapa, Distrito Federal. México |
| Año: | 2009 |
| Periodo: | Ago |
| Volumen: | 8 |
| Número: | 2 |
| Paginación: | 169-185 |
| País: | México |
| Idioma: | Español |
| Tipo de documento: | Artículo |
| Enfoque: | Experimental, aplicado |
| Resumen en español | Se estudió numéricamente el fenómeno de convección natural bidimensional en una cavidad cuadrada que contiene dos regiones horizontales formadas por un fluido homogéneo y un medio poroso isótropo, el cual presenta generación de calor. Para la modelación, se utilizó el enfoque de dominio simple con un parámetro binario para que las ecuaciones de momentum y de energía tengan validez en todo el dominio. Las ecuaciones de transporte se discretizaron mediante colocación ortogonal y el sistema de ecuaciones algebraicas que se genera se resuelve con el método de Newton. Las simulaciones se hicieron para números de Rayleigh entre 103 y 106; para valores de la fuente de calor (S0) de 0, 10, 30 y 50; para números de Darcy de 10–4, 10–6 y 10–8 y para posiciones de la interfase medio poroso–fluido entre 0 < Yp < 1, considerando el número de Prandtl igual a 0.71, analizando su efecto sobre las líneas de flujo, isotermas y el número de Nusselt. Además, se comparó este método con resultados publicados previamente, obteniendo buena concordancia. Los resultados indican que el enfoque de dominio simple es una buena aproximación para predecir el flujo entre las dos fases, sin la necesidad de especificar condiciones interfaciales |
| Resumen en inglés | A numerical study was performed regarding two–dimensional natural convection in a square cavity that contains two horizontal regions formed by a homogeneous fluid and an isotropic heat–generating porous medium. The one–domain formulation was used for developing the mathematical model, with a binary parameter so as to the momentum and energy equations were valid throughout the domain. The governing equations were discretized using orthogonal collocation and the set of algebraic equations generated is solved via Newton method. The simulations were performed for Rayleigh numbers among 103 and 106; for values of the dimensionless heat source (S0) of 0, 10, 30, and 50; Darcy numbers of 10–4, 10–6, and 10–8 and for positions of the porous medium–fluid interface between 0< Yp < 1, considering the Prandtl number equals to 0.71, to assess their effect on the streamlines, isotherms and Nusselt number. In addition, this method was compared with previously published reports with good agreement. The results indicate that the one–domain formulation is a good approximation for predicting the flow between the two phases without the requirement to specify interfacial conditions |
| Disciplinas: | Ingeniería |
| Palabras clave: | Ingeniería química, Convección natural, Dispersión térmica, Interfase fluido-medio poroso, Número de Rayleigh |
| Keyword: | Engineering, Chemical engineering, Natural convection, Thermal dispersion, Fluid-porous medium interphase, Rayleigh number |
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