Efecto de un turbulador en la eficiencia térmica en un intercambiador de calor de aire/vapor en la planta termoeléctrica Francisco Pérez Ríos

Abstract

En este escrito, se inicia relizando una descripción del intercambiador de calor que se analizará, e igualmente, se explica la metodología que se llevó a cabo para poder realizar el estudio del efecto de un turbulador en dicho intercambiador. El análisis correspondiente inicia a través de modelados matemáticos teorico-empíricos, los cuales se utilizaron para poder determinar las propiedades del sistema a analizar, en específico, el coeficiente convectivo entre el intercambiador y el aire circundante.

Posteriormente, se realizaron simulaciones computacionales en el programa de Ansys Fluent para determinar el comportamiento complejo del sistema, iniciando con la determinación del perfil de velocidad alrededor de los tubos del intercambiador, esto con el motivo de realizar una comparación con los modelos teorico empíricos empleados anteriormente.

Posterior a ello, se utilizan los resultados de las simulaciones anteriores, y los modelos matemáticos, para determinar el comportamiento de la transferencia de calor dentro de los tubos, empleando o no los turbuladores para comparar ambos comportamientos y determinar el efecto de estos sobre la eficiencia general del intercambiador. Igualmente se realizó la simulación de un diseño de turbulador basado en investigaciones previas para determinar si existen turbuladores más eficientes.

Finalmente, se concluye que la presencia de los dispositivos turbuladores aumentan finalmente la eficiencia térmica del intercambiador de calor, discutiendo las razones o motivos de esta mejora, y explicando las características que podrían ayudar a mejorar el efecto del turbulador sin perjudicar a la caída de presión.