Acondicionamiento Térmico con Sustancias de Cambio de Fase Cuyos Parámetros Térmicos Dependen de la Temperatura

Abstract

En el presente trabajo se estudia el comportamiento de una sustancia de cambio de fase cuando la conductividad térmica depende linealmente de la temperatura, con fines de utilizarla en el acondicionamiento térmico de locales destinados a diversos usos. Este problema, conocido en literatura como de Stefan, es no lineal incluso con conductividad constante y en la mayoría de los casos solo puede resolverse numéricamente. Se ha analizado el problema, considerando que la sustancia de cambio de fase se encuentra inicialmente sólida a la temperatura de fusión y por la adición de calor se va licuando, dando lugar a la coexistencia de dos fases, una líquida, producto de la adición del calor y la sólida ya existente, separadas por una interfase que se mueve en el tiempo, de acuerdo a una ley desconocida a priori, por lo que constituye un problema de frontera libre. Se ha planteado para flujos constantes e iguales a 50 y 100 W/m2 y para otro creciente durante cuarenta y ocho horas entre ambos valores, evaluándose para este período de tiempo. Los resultados muestran que la posición de la interfase sólido – líquido, para cada valor de flujo, se ve levemente influenciada por tal dependencia, mientras que en las temperaturas se observa que esta influencia es más notoria, durante el lapso analizado.