Influencia de la temperatura de la pared en la tasa de condensación en el flujo por conductos de aire húmedo: un estudio computacional integral

En ingeniería, los fenómenos de cambio de fase se encuentran en una multitud de aplicaciones, que van desde la refrigeración y el aire acondicionado hasta las turbinas de vapor y la refinación de petróleo. Este estudio investiga el flujo de aire húmedo en un conducto circular donde el vapor de agua se condensa en contacto con la pared fría del conducto. La investigación profundiza en la relación entre la tasa de transferencia de masa de condensación, la transferencia de calor entre el flujo en masa y la pared, y la temperatura de la pared. Se empleó el modelo de volumen de fluido acoplado con el modelo de evaporación-condensación de Lee. Se llevaron a cabo cinco simulaciones, involucrando diferentes temperaturas de pared mientras se mantenían las mismas condiciones de entrada. La condensación fue más pronunciada a temperaturas de pared más bajas, lo cual se alinea con las expectativas. La transferencia de calor entre el flujo en masa y la pared disminuyó a medida que la diferencia de temperatura disminuyó. Interesantemente, los hallazgos revelaron que el coeficiente de transferencia de calor superficial aumentó a medida que la temperatura de la pared se acercaba a la temperatura del flujo en masa. El éxito del estudio sugiere aplicaciones potenciales en la optimización de sistemas de gestión térmica, con implicaciones para industrias donde las predicciones precisas del comportamiento de la humedad y la transferencia de calor son cruciales.