Estudio, usando la analogía eléctrica, del aislamiento en tanques esféricos multicapa ante variaciones de espesor y conductividad de la capa aislante

Abstract

Los objetivos de este TFG son: Estudiar la distribución del flujo de calor en recipientes esféricos en función del binomio conductividad-espesor de la capa material aislante a partir de modelos en red Este estudio tiene como objetivo, ampliar los conocimientos de transmisión del calor adquiridos en la asignatura de tercero de grado, con el fin de distinguir la capacidad para solucionar problemas de distribución de flujo de calor que tienen los métodos numéricos de elementos finitos que desarrollamos en clase, frente a los modelos en red que pueden ser desarrollados mediante programas informáticos. Considerando una esfera hueca en la que se introducirá una sustancia a determinada temperatura, caracterizaremos las condiciones de contorno mediante dispositivos eléctricos adecuados. En nuestro caso al estudiar el parámetro espesor-conductividad en coordenadas esféricas evaluaremos el flujo de calor en dirección radial y su variación en función de dichos parámetros. Las distintas variables van a ser simuladas con el fin de conocer como se distribuye el flujo de calor a través de la pared multicapa. Aprender a manejar y controlar el programa PROCCA-09 que resuelve modelos en red en 2-D Como ya hemos mencionado anteriormente llevaremos a cabo el estudio utilizando los modelos diseñados mediante el método de simulación por redes, MESIR, simulando los distintos casos en el programa PROCCA-09, que ha resultado muy eficiente para el análisis de problemas de transmisión de calor, con el fin de controlar dicho programa para futuros usos relacionados con éste u otros modelos que tengan la posibilidad de ser resueltos mediante modelos en red. Optimización del modelo para conseguir la mejor distribución de las capas y sus características más favorables El principal objetivo de este proyecto trata de conseguir caracterizar la transferencia de calor que se lleva a cabo en las distintas capas de un tanque esférico. Se va a estudiar este flujo en función de las conductividades y el espesor de la capa de aislante del recipiente con el fin de investigar cual de los mecanismos optimizar para obtener una mayor disipación de calor de la superficie del tanque. Compondremos cada uno de los medios con diferentes capas, una de las cuales suele ser la capa térmicamente no conductora (o aislante), mientras que las otras tendrán otras propiedades mecánicas o químicas dependiendo de cada diseño.