Caracterización Numérica de la Transferencia Térmica Mediante la Reconstrucción del Campo de Temperaturas en Probetas Templadas por Inmersión

Abstract

La simulación numérica de la transferencia térmica en el proceso de templado, requiere de la caracterización de la dependencia con la temperatura de los coeficientes de transferencia térmica. Para ello, usualmente, se realiza un ensayo en el que se mide la curva de enfriamiento de una probeta cilíndrica instrumentada, utilizando diferentes líquidos templantes, para luego obtener los coeficientes de transferencia térmica correspondientes, mediante un procedimiento inverso. Por lo general, la termocupla se encuentra ubicada en el centro (ensayo ISO 9950), pero en los últimos años, se han desarrollado probetas con más de una termocupla (ensayo Tensi de múltiples termocuplas), con lo cual el proceso de caracterización se ha vuelto más complejo, dado que se requiere considerar al menos dos dimensiones espaciales. Sobre estos temas se han publicado recientemente diversos trabajos. La metodología que se presenta en este trabajo, está basada en la reconstrucción numérica del campo de temperaturas de toda la probeta, a partir de las mediciones efectuadas con las termocuplas. De esta forma, los coeficientes de transferencia térmica son obtenidos a partir de los gradientes térmicos, reconstruidos numéricamente. Es importante remarcar que en el abordaje propuesto no se optimizan parámetros, ni se requiere de curvas iniciales. Se presentan ejemplos de aplicación sobre casos experimentales publicados en la bibliografía, lo cual permite validar la metodología propuesta.