Publicación: Estudio numérico y experimental de la formación de escarcha en placas planas de aluminio y cobre
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2022
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['Universidad Nacional de Educación a Distancia (España)', 'Universidad Politécnica de Madrid. Departamento de Ingeniería Mecánica']
Resumen
El presente trabajo comprende un análisis numérico-experimental del proceso de formación de escarcha en placas planas de aluminio y cobre. Este fenómeno ocurre cuando el flujo de la mezcla de aire y vapor de agua entra en contacto con superficies que tienen temperaturas por debajo de los 0ºC, presente en varias aplicaciones comerciales e industriales que alcanzan bajas temperaturas, pasando directamente al estado sólido (cambio de fase por resublimación), dando llegar a una estructura porosa. Su acumulación implica un aumento de la demanda energética y una disminución del rendimiento de varios equipos que intervienen en el proceso de refrigeración, reduciendo su eficiencia y haciendo necesaria su retirada periódica. En este contexto, se desarrolló un aparato experimental de bajo costo que permitió un análisis experimental del fenómeno en estudio. El material de las superficies objeto de estudio son el aluminio y el cobre. El análisis numérico-experimental demuestra mediciones y simulaciones del espesor de la capa de escarcha en función del tiempo transcurrido. Los resultados numéricos muestran una buena concordancia con los resultados experimentales.
The present work includes a numerical-experimental analysis of the frost formation process in flat plates of aluminum and copper. This phenomenon occurs when the flow of the mixture of air and water vapor comes into contact with surfaces that have temperatures below 0ºC, present in various commercial and industrial applications that reach low temperatures, passing directly to the solid state (phase change by resublimation), leading to a porous structure. Its accumulation implies an increase in energy demand and a decrease in the performance of various equipment involved in the cooling process, reducing its efficiency and making it necessary to periodically remove it. In this context, a low-cost experimental apparatus was developed that allowed an experimental analysis of the phenomenon under study. The material of the surfaces under study are aluminum and copper. Numerical-experimental analysis demonstrates measurements and simulations of frost layer thickness as a function of elapsed time. The numerical results show a good agreement with the experimental results.
The present work includes a numerical-experimental analysis of the frost formation process in flat plates of aluminum and copper. This phenomenon occurs when the flow of the mixture of air and water vapor comes into contact with surfaces that have temperatures below 0ºC, present in various commercial and industrial applications that reach low temperatures, passing directly to the solid state (phase change by resublimation), leading to a porous structure. Its accumulation implies an increase in energy demand and a decrease in the performance of various equipment involved in the cooling process, reducing its efficiency and making it necessary to periodically remove it. In this context, a low-cost experimental apparatus was developed that allowed an experimental analysis of the phenomenon under study. The material of the surfaces under study are aluminum and copper. Numerical-experimental analysis demonstrates measurements and simulations of frost layer thickness as a function of elapsed time. The numerical results show a good agreement with the experimental results.
Descripción
Categorías UNESCO
Palabras clave
escarcha, minimización del hielo poroso, cambio de fase
Citación
Centro
Facultades y escuelas::E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica