Simulación del flujo dentro de un intercambiador de calor

Abstract

Se analizan las características de un flujo y la transferencia de calor para un intercambiador de calor en forma de bancos de tubos escalonados y alineados con la dirección principal del flujo incidente. En este trabajo se considera en geometría de tubos escalonados dos separaciones diferentes y para los tubos alineados solo una. A partir de un análisis bidimensional se determinan los efectos del cambio de temperatura, de la variación del numero de Nusselt local y coeficientes convectivos para distintos valores del numero de Reynolds, considerando la misma fuente de calor constante en los intercambiadores. La evaluación de estos parámetros físicos, representa información muy importante que puede ser considerada en muchas aplicaciones posibles donde un intercambiador forme parte. Las correlaciones dependen principalmente de los espaciamientos entre los tubos y de su diámetro porque estos parámetros determinan la forma en que circula el aire dentro del intercambiador y es el responsable de disipar la energía. En tal sentido se presentan resultados provenientes de una simulación numérica para la variación de temperatura, velocidad y cálculo de coeficientes convectivos dentro de un intercambiador. Se realiza un análisis bidimensional utilizando el Método de Elementos Finitos (MEF).

There are analyzed the characteristics of a flow and the heat transfer for a heat interchanger in the shape of banks of pipes staggered and aligned to the principal direction(address) of the incidental flow. For the study of the geometry of staggered pipes there are had two types of different separations and for the pipes aligned only one. From a twodimensional analysis it is possible to determine the effects of the change of temperature, of the variation of the number of local Nusselt and coefficients convectivos for different values of the number of Reynolds, considering the same constant heat source in the interchangers. Therefore to be able to evaluate these physical parameters represents very important information to bearing in mind for a great number of possible applications for this type of interchangers. These correlations will depend principally on the spacings between(among) the pipes and of the diameter of the same ones for which they determine the form in which it(he,she) circulates the air removing the energy. To this respect they present results from a numerical simulation for the variation of temperature, speed and I calculate of coefficients convectivos inside an interchanger. A twodimensional analysis is realized using the Method of Finite Elements (MEF).