Resumen

Las plumas e impulsos térmicos son fenómenos físicos donde una cierta cantidad de calor es liberada continua o repentinamente a un fluido. Su estudio tiene gran relevancia en los modelos de dispersión de contaminación atmosférica y predicción de flujo del humo en incendios.

Experimentalmente, las plumas térmicas son generadas a través de diversos métodos. El más común de todos implica insertar una resistencia eléctrica dentro de un fluido (agua, aire...). La temperatura que genera la resistencia produce una variación en la densidad, con lo que se produce el movimiento. Existen métodos más complejos que permitirían conseguir el efecto de fuente puntual mediante un calentamiento óhmico de dos electrodos ubicados dentro de un fluido. El principal parámetro que caracteriza la intensidad de la boyancia es el número de Grashof o, en su defecto, el número de Rayleigh.

Esta investigación tuvo como objetivo estudiar la dinámica de plumas térmicas en régimen laminar, (a través de simulación numérica directa) y turbulento (mediante el modelo k-ε de turbulencia). Para esto, se simuló el fenómeno como un fluido dentro de una cavidad cuadrada con un electrodo metálico en una de sus caras. El electrodo recibió una inyección de potencia a través de la base, lo que produjo una variación en las temperaturas, desembocando en una boyancia inducida. Las simulaciones se llevaron a cabo en el software CFD Fluent v6.3.

• Materias:Dinámica de fluidos Mecánica de fluidos Métodos de simulación
• Subjects:Fluid dynamics Fluid mechanics Simulation methods
• Palabras claves:CFD, Modelos de turbulencia, Simulación numérica directa, DNS, Impulsos térmicos, Análisis térmico, Régimen laminar, Régimen turbulento
• Keywords:CFD, Turbulence models, Direct numerical simulation, DNS, Thermal impulses, Thermal analysis, Laminar regime, Turbulent regime