Implementación y Validación de Transferencia de Calor Conjugada entre Dominios Fluidos y Sólidos con Evaporación

Abstract

Se aborda la implementación y validación de un modelo de evaporación sub-enfriada con acoplamiento térmico de múltiples regiones en el entorno de OpenFOAM(R). Las regiones entre fluidos están separadas por sólidos. Para la región de evaporación se emplea la formulación de dos-fluidos y para la región sólida se emplean las herramientas CHT (transferencia de calor conjugada). Se utiliza el modelo de partición de flujo de calor en la pared conocido como RPI (Rensselaer Polytechnic Institute) para la evaporación subenfriada y saturada. El acoplamiento térmico se realiza utilizando una condición de borde mixta que iguala los flujos de calor y temperatura sobre las interfaces que intervienen. Cada una de las regiones se resuelve en forma secuencial y se utilizan interfaces conformes para el acoplamiento. Se ajusta el modelo de evaporación contra el test de Bartolomej y luego el acoplamiento térmico se compara con un caso de un evaporador de doble tubo que funciona con un fluido de bajo punto de ebullición.