Estudio comparativo del análisis térmico para ventanas de vidrio empleando un modelo de transferencia de calor y SolidWorks

• Rodríguez Muñoz, José Luis ^[1] ; Pacheco Cedeño, José Sergio ^[1] ; Ramírez Minguela, José de Jesús ^[1] ; Zuno Silva , Jorge ^[1] ; Borja Soto, Carlos Ernesto ^[1]
  1. [1] Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo

     Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo

     México

     
• Localización: Ingenio y Conciencia Boletín Científico de la Escuela Superior Ciudad Sahagún, ISSN-e 2007-784X, Vol. 10, Nº. 20, 2023 (Ejemplar dedicado a: Ingenio y Conciencia Boletín Científico de la Escuela Superior Ciudad Sahagún), págs. 37-46
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Comparative study of thermal analysis for glass windows using a heat transfer model and SolidWorks
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• Resumen
  • español

    Este trabajo tiene como objetivo realizar el análisis y simulación en SolidWorks de la transferencia de calor, tanto para una ventana simple, así como para una ventana doble, cuyo. Para el análisis, dos situaciones climáticas fueron evaluadas y de esta manera determinar su viabilidad desde el punto de vista de diseño y económico: 1) temperatura en el exterior de -10°C, la cual corresponde a condiciones climáticas muy frías (USA) y 2) Temperatura en el exterior de 3°C, las cuales generalmente se encuentran en climas más cálidos (México). El estudio es realizado considerando condiciones de estado estable, no existe transferencia de calor entre las paredes y la ventana, así como flujo de calor bidireccional a lo largo de la ventana. Además, se analiza el efecto del espesor del material sobre las temperaturas en el interior, exterior y transferencia de calor en ambos tipos de ventana. Los resultados muestran que el incremento del espesor del vidrio reduce la transferencia de calor. Al emplear el caso 1 y un espesor de 10 mm, la temperatura que se obtiene en el interior del recinto para la ventana simple es de -1.79°C, mientras para la ventana doble es 14.38°C, lo que representa una diferencia de temperatura de 16.17°C. Para el caso 2 y un espesor de 10 mm, la temperatura obtenida en el interior para la ventana simpe y doble es de 7.66°C y 16.82°C, respectivamente, lo que resulta una diferencia de temperatura de 9.16°C, por lo que la mejor alternativa, desde el punto de vista térmico, es emplear ventanas de hoja doble para reducir la transferencia de calor.

  • English

    This work aims to perform the analysis and simulation in SolidWorks of heat transfer, both for a single and double window. For the analysis, two climatic situations were evaluated and, in this way, to determine their viability from the design and economic point of view: 1) outdoor temperature of -10°C, which corresponds to very cold climatic conditions (USA) and 2) Outdoor temperature of 3°C, which are generally found in warmer climates (Mexico). The study is carried out considering steady state conditions, there is no heat transfer between the walls and the window, as well as bidirectional heat flow along the window. In addition, the effect of material thickness on temperatures indoor, outdoor and heat transfer in both types of windows is analyzed. The results show that increasing glass thickness reduces heat transfer. When using case 1 and a thickness of 10 mm, the temperature obtained indoor the enclosure for the single window is -1.79°C, while for the double window is 14.38°C, which represents a temperature difference of 16.17°C. For case 2 and a thickness of 10 mm, the temperature obtained inside for the simple and double window is 7.66°C and 16.82°C, respectively, resulting in a temperature difference of 9.16°C, so the best alternative, from the thermal point of view, is to use double-leaf windows to reduce heat transfer.