Simulación Computacional de Fenómenos de Convección Natural y Radiación en Cavidades Cerradas

Abstract

En este trabajo se estudian fenómenos de transferencia de calor por convección y radiación dentro de cavidades cerradas de geometrías sencillas con el objetivo de validar un código computacional basado en OpenFOAM. Para ello, en primera instancia, se estudia el fenómeno de convección natural pura y con aporte de radiación térmica sobre una cavidad cuadrada bajo distintos regímenes de circulación, analizando patrones de flujo, tasas de transferencia de calor, y contrastando los resultados con los de la literatura. Una vez establecida una base sólida para la simulación numérica de los efectos combinados de la convección y la radiación, se analiza una geometría más compleja con presencia de obstáculos circulares (representando la sección de los tubos interiores del colector) con el fin de estudiar el fenómeno en condiciones más cercanas a las aplicaciones reales. Los resultados de este estudio permitieron poner a punto una herramienta computacional para el estudio detallado de procesos de transferencia de calor por convección y radiación para su posterior uso en dispositivos de captación de energía solar.