Análisis numérico de la convección natural en recintos cerrados con distinto factor de forma

In this work, numerical analysis was used to determine temperature distribution, density and both vertical as horizontal velocities applying engineering simulation software ANSYS. This was conduct for a closed cavity with geometrical relations height/width (H/E) of 0.5, 1 and 2. Likewise, constant temperatures in the left-right vertical walls of 50 and 20 °C and adiabatic boundary condition for the horizontal walls were considered. This activity was done considering Prandtl and Rayleigh numbers of 4.83 and 5.84x107, respectively. When results were compared for H/E = 2 and H/E = 1, it was found that the positive maximum value for the vertical velocity increased 26.29 %, horizontal velocity decreased 72.75 % and the central zone temperature in the cavity decreased 2.46 %. On the other hand, when the results for H/E = 0.5 and H/E = 1 were compared, it was found that the positive maximum value for the vertical velocity increased 7.24 %, horizontal velocity increased 34.08 % and the central zone temperature in the system decreased 3.70 %. Keywords: Natural convection; Closed cavity; ANSYS En este trabajo se utilizó el análisis numérico, aplicando el programa de simulación para ingeniería ANSYS, para establecer la distribución de temperaturas, densidad y velocidades vertical y horizontal en una cavidad cerrada con relación geométrica alto/ancho (H/E) del sistema de 0.5, 1 y 2, temperatura constante en la pared vertical izquierda y derecha de 50 y 20 °C, respectivamente, y condición de frontera adiabática en las paredes horizontales. Lo anterior para un número de Prandtl de 4.83 y Rayleigh de 5.84x107. Al comparar los resultados entre el sistema con H/E = 2 y H/E = 1, se encontró que el valor máximo positivo de la velocidad vertical se incrementó un 26.29 %, el de la velocidad horizontal disminuyó 72.75 % y la temperatura en la zona central de la cavidad disminuyó un 2.46 %. Por otro lado, al comparar los resultados del sistema H/E = 0.5 y H/E = 1, se encontró que el valor máximo positivo de la velocidad vertical aumentó un 7.24 %, el de la velocidad horizontal se incrementó 34.08 % y la temperatura de la zona central del sistema disminuyó un 3.70 %. Palabras claves: Convección natural; Cavidad cerrada; ANSYS