Evaluación de la variabilidad en la estimación de propiedades térmicas en materiales de cambio de fase y su efecto en la modelación numérica

Abstract

La caracterización de propiedades termofísica de materiales de cambio de fase es compleja al no existir un estándar para materiales empleados en el contexto del almacenamiento térmico de energía (TES, por su sigla en inglés). En esta investigación se realizó una caracterización exhaustiva de una parafina comercial utilizada en aplicaciones TES bajo diferentes condiciones experimentales con el que se obtuvieron un conjunto variado de resultados de las propiedades. Se realizaron experimentos de fusión y solidificación en contenedores cilíndricos bajo condiciones distintas de operación, los cuales fueron utilizados para validar los modelos numéricos desarrollados, con el objetivo de evaluar el efecto de la variabilidad de la caracterización termofísica sobre la modelación numérica del proceso de cambio de fase. Se desarrollaron modelos numéricos utilizando dos métodos: entalpía-porosidad y el método del cp efectivo y los resultados obtenidos en esta investigación permitieron encontrar que el método de la entalpía es más sensible al término fuente de la ecuación de cantidad de movimiento que al conjunto variado de propiedades medidas experimentalmente. Mientras que el método del cp efectivo mostró mejor ajuste cuando las propiedades son obtenidas a velocidades similares a las de la experimentación. Los resultados derivados de esta investigación constituyen un aporte para la obtención de resultados numéricos más confiables.