Estudio experimental de la convección natural en una cavidad cilíndrica

Resumen

Se estudió experimentalmente el flujo que se establece en una cavidad cilíndrica, calentada y enfriada en sus paredes laterales, aislada en las paredes superior e inferior. Empleando un modelo a escala de laboratorio y usando como agua como flujo convectivo se realizaron medidas térmicas y en forma simultánea visualización del flujo que se establece en la cavidad. Se midieron variaciones de temperatura en la dirección axial que generan gradientes térmicos notables en esta dirección. El rango del número de Rayleigh estudiado osciló entre 1,2×107 y 3,2× 108, que corresponde al límite superior del régimen laminar. Con las medidas de temperatura se determinó el coeficiente de transferencia convectiva en la superficie interna de la pared lateral. La visualización del flujo se realizó mediante registros fotográficos y videos que muestran la evolución del patrón de circulación. El procesamiento de los registros visuales permitió diferenciar varios regímenes, el de capa límite, las regiones de mezcla y el núcleo central. Se estimaron valores de velocidad y se definió la extensión de estas regiones.