Análisis Numérico de la Transferencia de Calor por Conducción y Radiación Térmica Combinadas en un Medio Esférico Participante

Abstract

En este trabajo se ha resuelto numéricamente un proceso de transferencia de calor por conducción y radiación térmica combinadas en una cavidad esférica rellena con un medio que absorbe, emite y dispersa anisotrópicamente la radiación térmica. Para resolver el problema planteado se ha desarrollado un código computacional basado en el método de los volúmenes finitos. En trabajos anteriores se analizó el proceso de transferencia de calor por radiación térmica con dispersión anisotrópica en cavidades cilíndricas y esféricas con diferentes configuraciones térmicas y variadas condiciones de borde. En este trabajo se extiende al análisis a cavidades esféricas en dos y tres dimensiones, rellenas con un medio gris conductor, absorbente, emisor y anisotrópicamente dispersante. Las superficies de la cavidad son opacas, grises, difusas e isotérmicas y la emisión es difusa desde la frontera. Se analiza la influencia de la conductividad térmica, coeficiente de absorción, coeficiente de dispersión, dimensiones de la cavidad y reflectividad de las paredes. Se ha efectuado un exhaustivo y detallado análisis de error y los resultados obtenidos fueron comparados con los resultados disponibles. El análisis de resultados permite concluir que la metodología de cálculo, desarrollada en este trabajo, se puede aplicar para resolver configuraciones térmicas, similares a las analizadas en este estudio, con un grado de precisión aceptable.