Análisis numérico vía Ansys de intercambiadores de calor con mejora pasiva: casos de estudio densidad del mallado y modelo de turbulencia

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33131/24222208.287

Palabras clave:

ANSYS, CFD, Intercambiador de calor helicoidal, Número Dean, Número Nusselt

Resumen

Los intercambiadores de calor se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales determinando su funcionamiento, por lo tanto, se ha trabajado en diseños eficientes y fiables, y sus posibilidades de mejora han sido ampliamente estudiadas; lo anterior sumado al desarrollo actual de poderosos microprocesadores, ha justificado y promovido el empleo de la Dinámica de Fluidos computacional – CFD para estudiar las técnicas de mejora de estos dispositivos, aplicando diferentes modelos de turbulencia como k−ε o k−ω, con resultados aceptables. Pero el modelo no es la única variable que inciden en los resultados, se ha visto que la malla los afecta bastante, por eso durante este trabajo se estudia la incidencia del refinamiento de malla en los resultados alcanzados durante el análisis CFD de la transferencia de calor en intercambiadores empleando los modelos k−ε y k−ω; las simulaciones fueron desarrolladas con ANSYS© V17.0 en el Laboratorio de Modelado del grupo de investigación en Materiales Avanzados y Energía del Instituto Tecnológico Metropolitano de Medellín (MATyER-ITM). El estudio consistió en la búsqueda de convergencia en soluciones de mallas cada vez más finas comparando el número de Nusselt contra el número de elementos de malla para determinar dónde se vuelve innecesario el refinamiento, las simulaciones se corrieron con CFX© de ANSYS© y logró comprobarse efectivamente la incidencia del refinamiento en los resultados y en el tiempo y la necesidad de capacidad de cómputo. La validación de los modelos se realizó a partir de resultados experimentales reportados por Kumar en 2006, como lo propuso Di Piazza en 2010; encontrándose que el modelo k−ε estándar permite mayor ajuste de los resultados numéricos a los experimentales.

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Biografía del autor/a

Miyer Jaiver Valdés Ortiz, Instituto Tecnológico Metropolitano

Departamento de Mecatrónica y Electromecánica, Facultad de Ingenierías, Instituto Tecnológico Metropolitano

Juan Gonzalo Ardila Marín, Instituto Tecnológico Metropolitano

Departamento de Mecatrónica & Electromecánica, Facultad de Ingenierías, Instituto Tecnológico Metropolitano

Juan Diego Betancur Gómez, Instituto Tecnológico Metropolitano

Departamento de Mecatrónica & Electromecánica, Facultad de Ingenierías, Instituto Tecnológico Metropolitano

Referencias bibliográficas

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Publicado

2017-10-02

Cómo citar

Valdés Ortiz, M. J., Ardila Marín, J. G., Martínez Pérez, A. F., & Betancur Gómez, J. D. (2017). Análisis numérico vía Ansys de intercambiadores de calor con mejora pasiva: casos de estudio densidad del mallado y modelo de turbulencia. Revista CINTEX, 22(1), 59–68. https://doi.org/10.33131/24222208.287

Número

Sección

ARTÍCULOS DE INVESTIGACIÓN