Disipador de calor

Para los dispositivos semiconductores utilizados en una variedad de electrónica de consumo e industrial, el concepto de resistencia térmica simplifica la selección de disipadores de calor. El flujo de calor entre el chip semiconductor y el aire ambiente se modela como una serie de resistencias al flujo de calor: una resistencia entre el chip y la carcasa del dispositivo, otra entre la carcasa y el disipador de calor, y otra entre el disipador de calor y el aire ambiente. La suma de estas resistencias constituye la resistencia térmica total entre el chip y el aire ambiente. La resistencia térmica se define como el aumento de temperatura por unidad de potencia, de forma análoga a la resistencia eléctrica, y se expresa en grados Celsius por vatio (°C/W). Si se conoce la disipación del dispositivo en vatios y se calcula la resistencia térmica total, se puede calcular el aumento de temperatura del chip con respecto al aire ambiente.

La idea de la resistencia térmica de un disipador de calor semiconductor es una aproximación. No considera la distribución no uniforme del calor sobre el dispositivo o disipador. Solo modela un sistema en equilibrio térmico y no tiene en cuenta la variación de la temperatura con el tiempo. Tampoco refleja la no linealidad de la radiación y la convección con respecto al aumento de temperatura. Sin embargo, los fabricantes tabulan valores típicos de resistencia térmica para disipadores de calor y dispositivos semiconductores, lo que simplifica la selección de disipadores de calor fabricados comercialmente. ^{[ 2 ]}

Los disipadores de calor comerciales de aluminio extruido tienen una resistencia térmica (entre el disipador y el aire ambiente) que oscila entre 0,4 °C/W para un disipador grande destinado a dispositivos TO-3 , y hasta 85 °C/W para un disipador de calor de clip para una carcasa de plástico pequeña TO-92 . ^{[ 2 ]} El popular transistor de potencia 2N3055 en una carcasa TO-3 tiene una resistencia térmica interna de la unión a la carcasa de 1,52 °C/W . ^{[ 3 ]} El contacto entre la carcasa del dispositivo y el disipador de calor puede tener una resistencia térmica de entre 0,5 y 1,7 °C/W , dependiendo del tamaño de la carcasa y del uso de grasa o arandela de mica aislante. ^{[ 2 ]}

Los materiales para aplicaciones de disipadores de calor deben tener alta capacidad calorífica y conductividad térmica para absorber más energía calorífica sin desplazarse hacia una temperatura muy alta y transmitirla al ambiente para una refrigeración eficiente. ^{[ 4 ]} Los materiales más comunes para disipadores de calor son las aleaciones de aluminio . ^{[ 5 ]} La aleación de aluminio 1050 tiene uno de los valores de conductividad térmica más altos a 229  W/(m·K) y capacidad calorífica de 922 J/(kg·K), ^{[ 6 ]} pero es mecánicamente blanda. Las aleaciones de aluminio 6060 (baja tensión), 6061 y 6063 se utilizan comúnmente, con valores de conductividad térmica de 166 y 201  W/(m·K) respectivamente. Los valores dependen del temple de la aleación. Los disipadores de calor de aluminio de una sola pieza se pueden hacer por extrusión , fundición , desbaste o fresado .

El cobre posee excelentes propiedades de disipación de calor gracias a su conductividad térmica, resistencia a la corrosión, resistencia a la bioincrustación y resistencia antimicrobiana (véase también Cobre en intercambiadores de calor ). Su conductividad térmica es aproximadamente el doble que la del aluminio, alrededor de 400  W/(m·K) en el caso del cobre puro. Sus principales aplicaciones se encuentran en instalaciones industriales, centrales eléctricas, sistemas solares térmicos de agua, sistemas de climatización (HVAC), calentadores de agua a gas, sistemas de calefacción y refrigeración por aire forzado, sistemas geotérmicos y sistemas electrónicos.

El cobre es tres veces más denso ^{[ 5 ]} y más caro que el aluminio, y es menos dúctil que este. ^{[ 5 ]} Los disipadores de calor de cobre de una sola pieza se pueden fabricar mediante desbaste o fresado . Se pueden soldar aletas de chapa metálica a un cuerpo rectangular de cobre. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

Un disipador de calor con aletas de pasador es aquel que tiene pasadores que se extienden desde su base. Los pasadores pueden ser cilíndricos, elípticos o cuadrados. Un segundo tipo de disposición de aletas es la de aletas rectas. Una variante de este tipo es el disipador de calor con corte transversal. Un tercer tipo es el disipador de calor con aletas acampanadas, donde las aletas no son paralelas entre sí. El ensanchamiento de las aletas reduce la resistencia al flujo y permite que pase más aire a través del canal de las aletas; de lo contrario, el aire las rodearía. Inclinarlas mantiene las dimensiones generales, pero ofrece aletas más largas. En la imagen de la derecha se muestran ejemplos de los tres tipos.

Forghan et al. ^{[ 13 ]} publicaron datos sobre pruebas realizadas en disipadores de calor con aletas de pasador, aletas rectas y aletas acampanadas. Descubrieron que, para velocidades de aproximación de aire bajas, generalmente alrededor de 1  m/s, el rendimiento térmico es al menos un 20 % superior al de los disipadores de calor con aletas rectas. Lasance y Eggink ^{[ 14 ]} también observaron que, para las configuraciones de derivación que probaron, el disipador de calor acampanado tuvo un mejor rendimiento que los demás disipadores probados.

En general, cuanto mayor sea la superficie de un disipador de calor, mejor será su rendimiento. ^{[ 1 ]} El rendimiento en el mundo real depende del diseño y la aplicación. El concepto de un disipador de calor de aletas de pasador es concentrar la mayor superficie posible en un volumen dado, funcionando en cualquier orientación del flujo de fluido. ^{[ 1 ]} Kordyban ^{[ 1 ]} comparó el rendimiento de un disipador de calor de aletas de pasador y uno de aletas rectas de dimensiones similares. Aunque el disipador de aletas de pasador tiene una superficie de 194 cm² mientras que el de aletas rectas tiene 58 ^cm²  , la diferencia de temperatura entre la base del disipador y el aire ambiente para el disipador de aletas de pasador es de 50 °C , pero para el de aletas rectas fue de 44 °C, o 6 °C mejor que el disipador de aletas de pasador. El rendimiento del disipador de calor ^de aletas de pasador es significativamente mejor que el de las aletas rectas cuando se utiliza en su aplicación óptima donde el fluido fluye axialmente a lo largo de los pasadores en lugar de solo tangencialmente a través de ellos.   

Las cavidades (aletas invertidas) incrustadas en una fuente de calor son las regiones formadas entre aletas adyacentes que actúan como promotores esenciales de la ebullición o condensación nucleada. Estas cavidades se utilizan habitualmente para extraer calor de diversos cuerpos generadores de calor hacia un disipador de calor. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

Colocar una placa gruesa conductora como interfaz de transferencia de calor entre una fuente de calor y un fluido frío en circulación (o cualquier otro disipador de calor) puede mejorar el rendimiento de la refrigeración. En esta configuración, la fuente de calor se enfría bajo la placa gruesa en lugar de hacerlo en contacto directo con el fluido refrigerante. Se ha demostrado que la placa gruesa puede mejorar significativamente la transferencia de calor entre la fuente de calor y el fluido refrigerante al conducir el flujo de calor de manera óptima. Las dos ventajas más atractivas de este método son que no requiere potencia de bombeo adicional ni superficie de transferencia de calor extra, lo que lo diferencia notablemente de las aletas (superficies extendidas).

La transferencia de calor desde el disipador de calor se produce por convección del aire circundante, conducción a través del aire y radiación .

La transferencia de calor por radiación depende tanto de la temperatura del disipador como de la temperatura del entorno con el que está acoplado ópticamente. Cuando ambas temperaturas oscilan entre 0  °C y 100  °C, la contribución de la radiación en comparación con la convección suele ser pequeña, y este factor a menudo se desprecia. En este caso, los disipadores con aletas que operan en convección natural o flujo forzado no se verán afectados significativamente por la emisividad de la superficie .

En situaciones donde la convección es baja, como un panel plano sin aletas con bajo flujo de aire, el enfriamiento radiativo puede ser un factor significativo. Aquí las propiedades de la superficie pueden ser un factor de diseño importante. Las superficies negras mate irradian mucho más eficientemente que el metal desnudo brillante. ^{[ 17 ] [ 18 ]} Una superficie de metal brillante tiene baja emisividad . La emisividad de un material es tremendamente dependiente de la frecuencia y está relacionada con la absortividad (de la cual las superficies de metal brillante tienen muy poca). Para la mayoría de los materiales, la emisividad en el espectro visible es similar a la emisividad en el espectro infrarrojo; sin embargo, hay excepciones , en particular, ciertos óxidos metálicos que se utilizan como " superficies selectivas ". 

En el vacío o en el espacio exterior , no existe transferencia de calor por convección; por lo tanto, en estos entornos, la radiación es el único factor que rige el flujo de calor entre el disipador de calor y el entorno. Para un satélite en el espacio, una superficie a 100 °C (373 K) orientada hacia el Sol absorberá mucho calor radiante, ya que la temperatura de la superficie solar es de casi 6000 K, mientras que la misma superficie orientada hacia el espacio profundo irradiará mucho calor, dado que el espacio profundo tiene una temperatura efectiva de solo unos pocos Kelvin.   

La disipación de calor es un subproducto inevitable de los dispositivos y circuitos electrónicos. ^{[ 9 ]} En general, la temperatura del dispositivo o componente dependerá de la resistencia térmica del componente al entorno y del calor que disipa. Para evitar el sobrecalentamiento del componente , un ingeniero térmico busca una vía eficiente de transferencia de calor desde el dispositivo al entorno. Esta vía puede ir del componente a una placa de circuito impreso (PCB), a un disipador de calor o al flujo de aire proporcionado por un ventilador, pero en todos los casos, finalmente, al entorno.

Otros dos factores de diseño también influyen en el rendimiento térmico/mecánico del diseño térmico:

1. El método mediante el cual el disipador de calor se monta en un componente o procesador. Esto se analizará en la sección de métodos de fijación .
2. En cada interfaz entre dos objetos en contacto, se produce una caída de temperatura a través de dicha interfaz. En sistemas compuestos, esta caída de temperatura puede ser considerable. ^{[ 10 ]} Este cambio de temperatura se atribuye a la resistencia térmica de contacto. ^{[ 10 ]} Los materiales de interfaz térmica (TIM) disminuyen la resistencia térmica de contacto.

Métodos de fijación

A medida que aumenta la disipación de potencia de los componentes y disminuye el tamaño de sus encapsulados, los ingenieros térmicos deben innovar para evitar el sobrecalentamiento . Los dispositivos que funcionan a menor temperatura duran más. El diseño de un disipador de calor debe cumplir tanto con los requisitos térmicos como con los mecánicos. En cuanto a estos últimos, el componente debe permanecer en contacto térmico con el disipador, soportando vibraciones y golpes razonables. El disipador puede ser la lámina de cobre de una placa de circuito impreso o un disipador independiente montado sobre el componente o la placa. Los métodos de fijación incluyen cinta o epoxi termoconductora, clips en Z de alambre , clips de resorte planos, espaciadores y pasadores con extremos expandibles tras la instalación.

Cinta conductora térmica

La cinta termoconductora es uno de los materiales de fijación de disipadores de calor más económicos. ^{[ 19 ]} Es adecuada para disipadores de calor de baja masa y para componentes con baja disipación de potencia. Consiste en un material portador termoconductor con un adhesivo sensible a la presión en cada lado.

Esta cinta se aplica a la base del disipador de calor, que luego se fija al componente. A continuación se detallan los factores que influyen en el rendimiento de la cinta térmica: ^{[ 19 ]}

1. Las superficies tanto del componente como del disipador de calor deben estar limpias, sin residuos como una capa de grasa de silicona .
2. La presión de precarga es esencial para garantizar un buen contacto. Una presión insuficiente provoca zonas sin contacto con aire atrapado y da como resultado una resistencia térmica en la interfaz mayor de lo esperado.
3. Las cintas más gruesas tienden a proporcionar una mejor humectabilidad en superficies de componentes irregulares. La humectabilidad es el porcentaje de área de contacto de una cinta con un componente. Sin embargo, las cintas más gruesas tienen una mayor resistencia térmica que las más delgadas. Desde el punto de vista del diseño, lo ideal es encontrar un equilibrio seleccionando un grosor de cinta que proporcione la máxima humectabilidad con la mínima resistencia térmica.

Epoxy

El epoxi es más caro que la cinta, pero proporciona una mayor unión mecánica entre el disipador de calor y el componente, además de una conductividad térmica mejorada. ^{[ 19 ]} El epoxi elegido debe estar formulado para este propósito. La mayoría de los epoxis son formulaciones líquidas de dos componentes que deben mezclarse completamente antes de aplicarlos al disipador de calor y antes de colocar este último sobre el componente. El epoxi se cura durante un tiempo específico, que puede variar de 2 a 48 horas. Se puede lograr un tiempo de curado más rápido a temperaturas más altas. Las superficies sobre las que se aplica el epoxi deben estar limpias y libres de cualquier residuo.

La unión de epoxi entre el disipador de calor y el componente es semipermanente/permanente. ^{[ 19 ]} Esto hace que la reparación sea muy difícil y, en ocasiones, imposible. El daño más típico causado por la reparación es la separación del disipador de calor del chip del componente de su encapsulado.

Clips en Z de alambre

Más costosos que la cinta adhesiva y el epoxi, los clips en Z de alambre fijan mecánicamente los disipadores de calor. Para usar los clips en Z, la placa de circuito impreso debe tener anclajes. Estos anclajes pueden soldarse a la placa o insertarse a presión. En ambos casos, es necesario diseñar orificios en la placa. Se debe permitir el uso de soldadura compatible con RoHS, ya que esta soldadura es mecánicamente más débil que la soldadura tradicional de plomo/estaño.

Para ensamblar con una abrazadera en Z , fije un extremo a uno de los anclajes. Flexione el resorte hasta que el otro extremo de la abrazadera pueda colocarse en el otro anclaje. La flexión genera una carga elástica en el componente, lo que mantiene un contacto óptimo. Además de la fijación mecánica que proporciona la abrazadera en Z, también permite el uso de materiales de interfaz térmica de mayor rendimiento, como los de cambio de fase. ^{[ 19 ]}

Clips

Disponibles para procesadores y componentes BGA ( Ball Grid Array ), estos clips permiten la fijación directa de un disipador de calor BGA al componente. Los clips aprovechan el espacio que crea la matriz de rejilla de bolas (BGA) entre la parte inferior del componente y la superficie superior de la placa de circuito impreso (PCB). Por lo tanto, no requieren perforaciones en la PCB. Además, facilitan la reparación de los componentes.

Pasadores con resortes de compresión

Para disipadores de calor más grandes y precargas elevadas, los pasadores de presión con resortes de compresión son muy eficaces. ^{[ 19 ]} Estos pasadores, generalmente de latón o plástico, tienen una lengüeta flexible en el extremo que se acopla a un orificio en la placa de circuito impreso (PCB); una vez instalados, la lengüeta sujeta el pasador. El resorte de compresión mantiene el conjunto unido y el contacto entre el disipador de calor y el componente. Es importante seleccionar cuidadosamente el tamaño del pasador de presión. Una fuerza de inserción excesiva puede provocar el agrietamiento del chip y, en consecuencia, la falla del componente.

Separadores roscados con resortes de compresión

Para disipadores de calor muy grandes, no hay sustituto para el método de fijación con separadores roscados y resortes de compresión. ^{[ 19 ]} Un separador roscado es esencialmente un tubo metálico hueco con rosca interna. Un extremo se fija con un tornillo a través de un orificio en la PCB. El otro extremo recibe un tornillo que comprime el resorte, completando el ensamblaje. Un ensamblaje típico de disipador de calor utiliza de dos a cuatro separadores, lo que tiende a convertirlo en el diseño de fijación de disipador de calor más costoso. Otra desventaja es la necesidad de perforar la PCB.

Materiales de interfaz térmica

La resistencia térmica de contacto se produce debido a los huecos creados por los efectos de la rugosidad superficial, los defectos y la desalineación de la interfaz. Los huecos presentes en la interfaz se llenan de aire. Por lo tanto, la transferencia de calor se debe a la conducción a través del área de contacto real y a la conducción (o convección natural) y radiación a través de los huecos. ^{[ 10 ]} Si el área de contacto es pequeña, como ocurre con las superficies rugosas, la mayor contribución a la resistencia la hacen los huecos. ^{[ 10 ]} Para disminuir la resistencia térmica de contacto, se puede disminuir la rugosidad superficial mientras se aumenta la presión de la interfaz. Sin embargo, estos métodos de mejora no siempre son prácticos o posibles para los equipos electrónicos. Los materiales de interfaz térmica (TIM) son una forma común de superar estas limitaciones.

Los materiales de interfaz térmica aplicados correctamente desplazan el aire presente en los espacios entre los dos objetos con un material que tiene una conductividad térmica mucho mayor. El aire tiene una conductividad térmica de 0,022  W/(m·K) ^{[ 20 ]} , mientras que los TIM tienen conductividades de 0,3  W/(m·K) ^{[ 21 ]} o superiores.

Al seleccionar un material de interfaz térmica (TIM), es fundamental prestar atención a los valores proporcionados por el fabricante. La mayoría de los fabricantes indican la conductividad térmica del material. Sin embargo, esta conductividad no considera las resistencias de interfaz. Por lo tanto, una alta conductividad térmica en un TIM no implica necesariamente una baja resistencia de interfaz.

La selección de un material de interfaz térmica (TIM) se basa en tres parámetros: el espacio que debe cubrir, la presión de contacto y la resistividad eléctrica del TIM. La presión de contacto es la presión aplicada a la interfaz entre los dos materiales. El costo del material no se tiene en cuenta en la selección. La resistividad eléctrica puede ser importante según los detalles del diseño eléctrico.

El rendimiento y la vida útil de los diodos emisores de luz (LED) dependen en gran medida de su temperatura. ^{[ 22 ]} Por lo tanto, es fundamental una refrigeración eficaz. Un estudio de caso de una luminaria empotrable LED muestra un ejemplo de los cálculos realizados para determinar el disipador de calor necesario para la refrigeración eficaz del sistema de iluminación. ^{[ 23 ]} El artículo también muestra que, para obtener resultados fiables, se requieren múltiples soluciones independientes que arrojen resultados similares. En concreto, los resultados de los métodos experimentales, numéricos y teóricos deben diferir en menos del 10 % entre sí para garantizar una alta fiabilidad.

En ocasiones, se utilizan disipadores de calor temporales al soldar placas de circuitos impresos para evitar que el calor excesivo dañe los componentes electrónicos sensibles cercanos. En el caso más sencillo, esto implica sujetar parcialmente un componente con una pinza de cocodrilo, una pinza hemostática o una abrazadera similar de metal pesado. Los dispositivos semiconductores modernos, diseñados para ensamblarse mediante soldadura por reflujo , suelen tolerar las temperaturas de soldadura sin sufrir daños. Sin embargo, los componentes eléctricos, como los interruptores de láminas magnéticas , pueden fallar si se exponen a temperaturas elevadas, por lo que esta práctica aún se utiliza con frecuencia. ^{[ 24 ]}

Uno de los métodos para determinar el rendimiento de un disipador de calor consiste en utilizar la teoría de la transferencia de calor y la dinámica de fluidos. Jeggels et al. publicaron un método similar ^{[ 25 ]} , aunque este trabajo se limita al flujo canalizado. El flujo canalizado se produce cuando el aire se fuerza a circular a través de un canal que se ajusta firmemente al disipador de calor. Esto garantiza que todo el aire pase por los canales formados por las aletas del disipador. Cuando el flujo de aire no está canalizado, un cierto porcentaje del flujo de aire lo desvía. Se observó que la desviación del flujo aumentaba con la densidad y la separación de las aletas, mientras que permanecía relativamente insensible a la velocidad del conducto de entrada ^{[ 26 ] .}

El modelo de resistencia térmica del disipador de calor consta de dos resistencias, a saber, la resistencia en la base del disipador de calor,${\displaystyle R_{b}}$y la resistencia en las aletas,${\displaystyle R_{f}}$. La resistencia térmica de la base del disipador de calor,${\displaystyle R_{b}}$Se puede escribir de la siguiente manera si la fuente es una base del disipador de calor aplicada uniformemente. Si no lo es, entonces la resistencia de la base es principalmente resistencia de dispersión:

${\displaystyle R_{b}={\frac {t_{b}}{kA_{b}}}}$(4)

dónde${\displaystyle t_{b}}$es el grosor de la base del disipador de calor,${\displaystyle k}$es la conductividad térmica del material del disipador de calor y${\displaystyle A_{b}}$es el área de la base del disipador de calor.

La resistencia térmica desde la base de las aletas hasta el aire,${\displaystyle R_{f}}$, se puede calcular mediante las siguientes fórmulas:

${\displaystyle R_{f}={\frac {1}{nh_{f}W_{f}\left(t_{f}+2\eta _{f}L_{f}\right)}}}$(5)

${\displaystyle \eta _{f}={\frac {\tanh {mL_{c}}}{mL_{c}}}}$^{[ 10 ]} (6)

${\displaystyle mL_{c}={\sqrt {\frac {2h_{f}}{kt_{f}}}}L_{f}}$^{[ 10 ]} (7)

${\displaystyle D_{h}={\frac {4A_{ch}}{P_{ch}}}}$(8)

${\displaystyle Re={\frac {4{\dot {G}}\rho }{n\pi D_{h}\mu }}}$(9)

${\displaystyle f=(0.79\ln Re-1.64)^{-2}}$^{[ 27 ]} (10)

${\displaystyle Nu={\frac {(f/8)(Re-1000)Pr}{1+12,7(f/8)^{0,5}(Pr^{\frac {2}{3}}-1)}}}$^{[ 27 ]} (11)

${\displaystyle h_{f}={\frac {Nuk_{air}}{D_{h}}}}$(12)

${\displaystyle \rho ={\frac {P_{atm}}{R_{a}T_{in}}}}$(13)

El caudal se puede determinar mediante la intersección de la curva del sistema de disipación de calor y la curva del ventilador. La curva del sistema de disipación de calor se puede calcular a partir de la resistencia al flujo de los canales y las pérdidas de entrada y salida, como se hace en los libros de texto estándar de mecánica de fluidos , como Potter et al. ^{[ 28 ]} y White ^{[ 29 ] .}

Una vez que se conocen las resistencias de la base y las aletas del disipador de calor, entonces la resistencia térmica del disipador de calor,${\displaystyle R_{hs}}$se puede calcular como:

${\displaystyle R_{hs}=R_{b}+R_{f}}$(14).

Utilizando las ecuaciones 5 a 13 y los datos dimensionales de ^{[ 25 ]} , se calculó la resistencia térmica de las aletas para diferentes caudales de aire. Los datos de la resistencia térmica y el coeficiente de transferencia de calor se muestran en el diagrama, el cual indica que, al aumentar el caudal de aire, la resistencia térmica del disipador disminuye.

Las pruebas experimentales son uno de los métodos más comunes para determinar el rendimiento térmico de los disipadores de calor. Para determinar la resistencia térmica del disipador, es necesario conocer el caudal, la potencia de entrada, la temperatura del aire de entrada y la temperatura de la base del disipador. Los datos proporcionados por el fabricante suelen ofrecerse para los resultados de las pruebas con conductos. ^{[ 30 ]} Sin embargo, estos resultados son optimistas y pueden generar datos engañosos cuando los disipadores se utilizan en aplicaciones sin conductos. Para obtener más información sobre los métodos de prueba de disipadores de calor y los errores comunes, consulte Azar et al. ^{[ 30 ] .}

En la industria, los análisis térmicos a menudo se ignoran en el proceso de diseño o se realizan demasiado tarde  ,  cuando los cambios de diseño son limitados y resultan demasiado costosos. ^{[ 9 ]} De los tres métodos mencionados en este artículo, los métodos teóricos y numéricos pueden utilizarse para determinar una estimación de las temperaturas del disipador de calor o de los componentes de los productos antes de que se haya creado un modelo físico. Un modelo teórico se utiliza normalmente como una estimación de primer orden. Las calculadoras de disipadores de calor en línea ^{[ 31 ]} pueden proporcionar una estimación razonable del rendimiento del disipador de calor por convección forzada y natural basada en una combinación de correlaciones teóricas y derivadas empíricamente. Los métodos numéricos o la dinámica de fluidos computacional (CFD) proporcionan una predicción cualitativa (y a veces incluso cuantitativa) de los flujos de fluidos. ^{[ 32 ] [ 33 ]} Esto significa que dará un resultado visual o posprocesado de una simulación, como las imágenes de las figuras 16 y 17, y las animaciones CFD de las figuras 18 y 19, pero la precisión cuantitativa o absoluta del resultado es sensible a la inclusión y precisión de los parámetros apropiados.

La CFD puede proporcionar información sobre patrones de flujo que son difíciles, costosos o imposibles de estudiar mediante métodos experimentales. ^{[ 32 ]} Los experimentos pueden proporcionar una descripción cuantitativa de los fenómenos de flujo utilizando mediciones de una magnitud a la vez, en un número limitado de puntos e instantes de tiempo. Si no se dispone de un modelo a escala real o no es práctico, se pueden utilizar modelos a escala o modelos ficticios. Los experimentos pueden tener un rango limitado de problemas y condiciones de operación. Las simulaciones pueden proporcionar una predicción de los fenómenos de flujo utilizando software CFD para todas las magnitudes deseadas, con alta resolución espacial y temporal, y prácticamente cualquier problema y condiciones de operación realistas. Sin embargo, si es crítico, los resultados pueden necesitar ser validados. ^{[ 1 ]}