Transferencia de calor Trabajo en grupo (Mximo 4 personas)

Concejo usar las ecuaciones compresibles isentropicas de presin y

temperatura, ecuacin ideal de los gases, continuidad y conservacin de

momentum para encontrar los parmetros faltantes y el codigo anexo.

Fluido de trabajo aire.

Software recomendado para la simulacin

ICEM para el enmallado y geometra

CFX o Fluent para la simulacin del fluido. (Concejo las propiedades

mostradas son de funcionamiento, talvez para hallar convergencia se necesita

partir con ptras hasta alcanzar las condiciones de operacion)

En la tabla adjunta se muestra las condiciones de funcionamiento de ambos

dispositivos

PROBLEMA 1 (Problema 3D)

En el esquema mostrrado, pasa aire por el medio de dos airfoils tipo

NACA2415, Entre estos arifoils el aire circundante es calentado por las

paredes de los airfoils.

Encontrar como varian las propiedades de la capa limite (boundary layer) con

referencia al calor. Por ejemplo se pueden analizar los perfiles de velocidad

en la capa limite, el espesor de la misma, los cambios de presin, separacin

de los alabes y lneas de flujo.

PROBLEMA 2 (Problema 2D)

El elemento mostrado abajo posee dos ductos, el primer ducto a recibe aire a

condiciones ambientales

(Las cuales deben ser calculadas de acuerdo a la altura de funcionamiento y

Mach number-codigo anexo). Puesto que el fluido alcanza mas alta velocidad

en el ducto a su presin esttica disminuye y mediante efecto ejector pump,

succiona el fluido por el ducto b. Estos dos fluido se mezclan en la cmara y

salen del propulsor.(Concejo si existen problemas de reflujo o no

convergencia jugar con el numero de Mach al ingreso de la cmara de mezcla

adems simule el ventilador simplemente como un incremento de presin

totalcon una eficiencia del 100 %)

Encontrar la sensibilidad de las perdidas de presin en la cmara de mezcla

al calor ingresado. Ademas indicar el cambio del movimiento del fluido con

referencia al calor inducido.

Cdigo para calcular las condiciones ambientales del aire a free-stream 00.

En este cdigo las propiedades que aparecen con _0 pertenecen a propiedades

totales (Ejemplo P0_00 es la presin total de frees-tream)

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % Design Point Parameters %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % PRfan: Fan Pressure Ratio as an input now H=12192; % Flight Height At Fan Design Point t_amb=288.15 p_amb=101325 rho_amb=1.226 %Mdesign=0.8; % Flight Mach No. at Fan Design Point as an input now

%Calculate the ambient conditions at Fan Design Point if H < 11000 T_00 = t_amb-0.0065*H; P_00 = p_amb*(1-0.0000226*H)^(5.256) ; %Pa rho_00 = rho_amb*(1-0.0000226*H)^(4.256); % kg/m^3 a_00 = (r*R*T_00)^0.5; % m/s else T_00 = 271.15-56.5; % K P_00 = 22557.74*exp(-(H-11000)/6341.33); rho_00 = 0.363*exp(-(H-11000)/6341.33) ; a_00 = (r*R*T_00)^0.5; end V0 = M_cr*a_00; % inlet air speed if mfr=1 T0_00 = T_00 * (1+M_cr^2*(r-1)/2); % Total ambient temperature P0_00 = P_00 * (1+M_cr^2*(r-1)/2)^(r/(r-1)); % total ambient pressure

Bibliografia recomendada:

Gas turbine design Saravanamutto y Cohen