Estudio Experimental De La Convección Mixta Alrededor De Un Cilindro En Un Fluido No Newtoniano - Ortega Tenorio, Edgar (My University, 2017)
Se presenta un estudio experimental de la convección mixta alrededor de un cilindro en una celda Hele-Shaw. Los experimentos se realizan a condiciones de contraflujo para un fluido no Newtoniano. El fluido de trabajo es una solución acuosa al 4% de carboximetilcelulosa de sodio. El dispositivo experimental permite establecer condiciones de convección natural, mixta y forzada. Se emplea como criterio para determinar el régimen de transferencia de calor el número de Richardson Ri=GrD/ReD2, el rango de trabajo para este es de 0.01<Ri<70, con lo que se garantiza los tres regímenes de transferencia de calor por convección. Los resultados que se reportan de manera gráfica muestran que hay una disminución en el coeficiente adimensional de transferencia de calor para valores Ri∼1. Finalmente se presenta una ecuación derivada de los resultados experimentales para el número Nusselt en función de los números de Grashof, GrD, y Reynolds modificado, ReD.
Esta tesis es desarrollada en cinco capítulos y dos anexos. En el capítulo I “Introducción” se presenta un panorama general. En el capítulo II “Antecedentes” se incluyen investigaciones relacionadas al estudio de convección mixta en cilindros además de investigaciones con fluidos no Newtonianos en celdas de Hele-Shaw. En el capítulo III “Diseño y construcción del equipo experimental” se dan detalles tanto del diseño y construcción del dispositivo experimental como de su operación y datos técnicos. En el capítulo IV “Resultados” se muestra lo obtenido del estudio de transferencia de calor alrededor de un cilindro horizontal en condiciones de contra flujo. Se incluyen ecuaciones propuestas con dos representaciones para la convección mixta y una ecuación propuesta que engloba todos los números de Grashof estudiados. En el capítulo V “Conclusión” se incluyen los comentarios finales y algunas observaciones que resultan del análisis de los resultados experimentales. El apéndice A está formado por el análisis adimensional del experimento, datos de los resultados experimentales, gráficas complementarias de los experimentos y análisis de las gráficas mediante sistemas no lineales. En el apéndice B, se encuentran planos y fotos del equipo experimental así como del equipo de medición utilizado para los experimentos. Por último, se mencionan la bibliografía y las referencias consultadas.
Keywords: Transferencia de calor; Fluido no Newtoniano; Fluido Newtoniano; PIV; Convección mixta alrededor de un cilindro; Experimento de la Convección mixta