Resumen de Computational study of transient conjugate conductive heat transfer in light porous building walls
Sergio Báez, Diego Andrés Vasco Calle, Ariel Díaz, Erick I. Saavedra Flores
- español
El presente trabajo surgió originalmente como un proyecto de un curso de transferencia de calor para estudiantes de ingeniería en climatización. El objetivo del proyecto era introducir a los estudiantes al uso de una herramienta computacional comercial, ANSYS / Transient thermal, para analizar el proceso de transferencia de calor transiente en aplicaciones de su interés profesional. Detrás de este objetivo principal, hay una serie de atividades que condujeron a los estudiantes al aprendizaje de lecciones importantes relacionadas con simulación computacional: modelamiento matemático y físico, validación, medición de propiedades termofísicas y análisis de tamaño de malla. Específicamente, el trabajo trata de la simulación computacional del proceso transiente de enfriamiento de dos compuestos ligeros de construcción inicialmente a 20 °C. El proceso de enfriamiento comienza al imponer condiciones de borde de tercera clase en las superficies de las paredes compuestas. Las paredes compuestas están hechas de materiales ligeros: madera OSB y yeso cartón, cuyas propiedades térmicas pueden ser mejoradas embebiéndolas con materiales de cambio de fase (PCM). El coeficiente convectivo de transferencia de calor fue tomado de la Normativa chilena (Nch853-Of91) y algunas propiedades termofísicas fueron determinadas experimentalmente.
- English
The present work was originally carried out as a project by HVAC-R engineering students of a heat transfer undergraduate course. The main goal was to introduce to the students to the implementation of a commercial simulation tool, ANSYS/Transient thermal, to analyze a transient heat transfer process of their professional interest. Behind this goal there were a set of activities that lead students to learn very important lessons that deal with computational simulation: physical and mathematical modeling, validation, measurement of thermal properties and grid size analysis. Specifically, a computational simulation of the transient cooling process of two composed building walls initially at 20 °C was performed. Boundary conditions of third kind were imposed at the outer surfaces of the walls. The composed walls are made of light materials: oriented strand board and plasterboard, which are porous building materials and whose thermal properties can be improved by imbibe them with phase change materials (PCM). The convective heat transfer coefficients were taken from the Chilean normative (Nch853-Of91) and some of the thermophysical properties were experimentally obtained.
