Convección Natural Conjugada con Enfriamiento de Fluidos No-Newtonianos en Cavidad 3D

Abstract

Mediante el método de los volúmenes finitos (MVF) y el algoritmo de acoplamiento SIMPLE, se estudia el proceso de enfriamiento por inmersión en aire de un fluido no-newtoniano (jugo de manzana) contenido en un recipiente de sección rectangular. Estudios de este tipo se han realizado en dominios bidimensionales (Kumar A., Bhattacharya M., Int J Heat Mass Trans 34:10831096 (1991)) por lo que la tridimensionalidad implica un aporte importante. Un segundo aporte es el análisis de la influencia de los modelos reológicos Bingham y Herschel-Bulkley en las líneas de trayectoria de flujo, distribución del coeficiente convectivo y flujo de calor en las paredes del recipiente, además de perfiles de velocidad y temperatura en el dominio. En general con ambos modelos se observaron diferencias en los resultados obtenidos para la mecánica de fluidos y la transferencia de calor. Los coeficientes convectivos calculados en las superficies del recipiente mostraron una variación hasta de un orden de magnitud.