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Título : ANÁLISIS DEL PROBLEMA CONJUGADO DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN UN MICROCANAL PARA UN FLUJO ELECTROOSMÓTICO DE UN FLUIDO DE LEY DE POTENCIA
Autor : DR. ESCANDÓN COLIN, JUAN PABLO
DR. CARVAJAL MARISCAL, IGNACIO
DONÍS SÁNCHEZ, FREDY
Palabras clave : TRANSFERENCIA DE CALOR
MICROCANAL
FLUJO ELECTROOSMÓTICO
LEY DE POTENCIA
Fecha de publicación : 15-sep-2011
Resumen : The problem related to heat transfer in steady state from non Newtonian fluids in a microchannel from parallel flat plates under the influence of electro-osmotic strengths is solved numerically and analytically in this work. The flow is considered hidrodynamically developed and with a constitutive power-law model. From the numerical solution we get the temperature field in the fluid of the microchannel wall, showing the influence from the dimensionless parameters involved in the analysis such as: a flow behavior index, to describe the power-law fluid; an electrokinetic parameter to indicated the thickness of the Debye length; the Peclet number, as indicator of heat transfer convection; a normalized power generation term, being the ratio of heat flow from an external wall to the Joule heating, a conjugate term that considers, which represent the competition between longitudinal conductive heat in the microchannel to the convective heat transfer in the fluid; geometric aspect ratios of the microchannel and the solid wall, respectively. Additionally is observed the excellent agreement between the numerical and asymptotic solution to the Nusselt number for different conditions in the conjugated heat transfer process.
Descripción : En este trabajo se resuelve numérica y analíticamente el problema conjugado de transferencia de calor en estado permanente de un fluido no Newtoniano en un microcanal de placas planas paralelas, bajo la aplicación de fuerzas electro-osmóticas. El flujo se considera hidrodinámicamente desarrollado y un fluido con una relación completamente reológico del fluido que sigue una ley de potencia. De la solución numérica se obtienen los campos de temperatura en el fluido y la pared del microcanal, mostrando la influencia de los parámetros adimensionales de transporte involucrados en el análisis: un indicador del comportamiento del flujo, para describir al fluido de ley de potencia; un parámetro electrocinético, para indicar el espesor de la longitud de Debye; el número de Peclet, como un indicador de la transferencia de calor por convección; un término normalizado de generación de energía, siendo éste la competencia del flujo de calor en la pared externa del microcanal al calentamiento Joule; un término de conjugación, el cual representa la competencia entre el calor conductivo longitudinal en la pared del microcanal y el calor convectivo del fluido y relaciones de aspecto geométrico en las regiones del fluido y de la pared sólida del microcanal. Para validar la solución numérica, se introduce una solución asintótica. Adicionalmente se presenta la correspondencia entre la solución numérica y asintótica para el número de Nusselt para diferentes condiciones en el proceso conjugado de transferencia de calor.
URI : http://www.repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/8143
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