Cultura y ciencia

Un análisis de la transferencia de calor por radiación

Escrito por harold debbi | Traducido por enrique pereira vivas
Un análisis de la transferencia de calor por radiación

Un análisis de la transferencia de calor por radiación.

John Howard/Lifesize/Getty Images

La transferencia de calor por radiación se utiliza en muchos tipos de equipos de combustión industrial, tales como hornos y calderas, como el mecanismo de transferencia de calor dominante. El análisis de transferencia de calor por radiación es también esencial para la solución de varios problemas de ingeniería, por ejemplo, la astronáutica, el mecanismo y la aeronáutica. Hay varios métodos de análisis de transferencia de calor por radiación y ninguno puede ser considerado como el mejor modelo para todas las aplicaciones. Cada uno tiene sus propias ventajas y desventajas.

Monte Carlo

El análisis de transferencia de calor por radiación Monte Carlo utiliza un método de muestreo estadístico. El método incorpora dos factores: una distribución de probabilidad combinando el comportamiento de cada individuo representativo del problema y la ecuación física que gobierna estos comportamientos. El método usa el mismo programa para analizar la transferencia de calor por radiación, por lo tanto, no es necesario volver a escribir la ecuación que rige para cada problema. La construcción de los programas informáticos permite que el método trate con varios problemas encontrados en las transferencias de calor por radiación, tales como dispersión isotrópica o anisotrópica, la tridimensionalidad y la geometría arbitraria.

Método de discretos-ordenadas (S-N)

Los discretos-ordenados o el método S-N, fue desarrollado por primera vez en 1950 por el astrofísico indio Subrahmanyan Chandrasekhar, mientras trabajaba en la radiación estelar y atmosférica. En la década de 1960 se aplica a los problemas de la teoría de transporte de neutrones. No fue hasta 1988 que el método fue utilizado por Truelove y Fiveland para problemas de transferencia de calor radiativos generales. En base a una representación discreta de la variación direccional de la intensidad de la radiación, el método se lleva a cabo en cualquier orden arbitrario.

Método zonal

El método zonal también se conoce como el método de Hottel porque fue desarrollado en 1958 por Hottel y Cohen, cuando trabajaron en la transferencia de calor del horno. El método zonal rompe un recinto en sub-volúmenes finitos isotérmicos mediante la aproximación espacial en lugar de un comportamiento direccional. El volumen de la caja y las paredes de delimitación se dividen en varios elementos zonales y volúmenes isotérmicos y luego un balance de energía se produce dentro de las dos zonas.

Método de los armónicos esféricos (P-N)

El método de los armónicos esféricos fue desarrollado por J.H. Jeans en 1917 en su obra sobre la transferencia de radiación en las estrellas. El método también se conoce como método de aproximación o momento diferencial. Un conjunto de ecuaciones simultáneas de momento se forman al multiplicar los diferentes poderes de los cosenos directores de la intensidad y las ecuaciones diferenciales de la transferencia de calor radiante. Las ecuaciones se resuelven a continuación.

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