La combinación del arreglo de deflectores y el nanofluido híbrido afecta el rendimiento térmico de un intercambiador de calor de carcasa y tubos utilizando un modelo de mezcla homogénea en 3D
Autores: Alazwari, Mashhour A.; Safaei, Mohammad Reza
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
La combinación del arreglo de deflectores y el nanofluido híbrido afecta el rendimiento térmico de un intercambiador de calor de carcasa y tubos utilizando un modelo de mezcla homogénea en 3D
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Rendimiento térmico
Características de flujo
Intercambiador de calor de carcasa y tubos
ángulos de deflectores
Nanofluido
Número de Nusselt
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se estudiaron el rendimiento térmico y las características de flujo de un intercambiador de calor de carcasa y tubos equipado con varios ángulos de deflector. El intercambiador de calor se operó con agua destilada y un nanofluido híbrido en tres concentraciones de 0,04% y 0,10% de GNP-Ag/agua dentro de números de Reynolds que oscilaron entre 10.000 y 20.000. Las propiedades termofísicas del nanofluido variaron con la temperatura y la concentración de nanopartículas. Los ángulos de deflector se establecieron en 45 grados, 90 grados, 135 grados y 180 grados. Los resultados mostraron que el número de Nusselt calculado (Nu) podría mejorarse agregando nanopartículas al agua destilada o aumentando el número de Reynolds del fluido. A un número de Re bajo, el Nu correspondiente al ángulo de deflector de 135 grados fue muy similar al registrado para el ángulo de 180 grados. A Re = 20.000, el número Nu fue el más alto (en un 35% en comparación con el caso de referencia), perteneciente a un ángulo de deflector de 135 grados. Además, los resultados relacionados con el factor de fricción y la caída de presión mostraron que se observaron más ubicaciones con bloqueo de fluido al aumentar el ángulo de deflector, lo que resultó en un mayor valor de caída de presión y fricción. Finalmente, el contracorriente de temperaturas mostró que el mejor ángulo de deflector podría ser de 135 grados, en el que se puede observar la máxima extracción de calor y el mejor rendimiento térmico.
Descripción
En este estudio, se estudiaron el rendimiento térmico y las características de flujo de un intercambiador de calor de carcasa y tubos equipado con varios ángulos de deflector. El intercambiador de calor se operó con agua destilada y un nanofluido híbrido en tres concentraciones de 0,04% y 0,10% de GNP-Ag/agua dentro de números de Reynolds que oscilaron entre 10.000 y 20.000. Las propiedades termofísicas del nanofluido variaron con la temperatura y la concentración de nanopartículas. Los ángulos de deflector se establecieron en 45 grados, 90 grados, 135 grados y 180 grados. Los resultados mostraron que el número de Nusselt calculado (Nu) podría mejorarse agregando nanopartículas al agua destilada o aumentando el número de Reynolds del fluido. A un número de Re bajo, el Nu correspondiente al ángulo de deflector de 135 grados fue muy similar al registrado para el ángulo de 180 grados. A Re = 20.000, el número Nu fue el más alto (en un 35% en comparación con el caso de referencia), perteneciente a un ángulo de deflector de 135 grados. Además, los resultados relacionados con el factor de fricción y la caída de presión mostraron que se observaron más ubicaciones con bloqueo de fluido al aumentar el ángulo de deflector, lo que resultó en un mayor valor de caída de presión y fricción. Finalmente, el contracorriente de temperaturas mostró que el mejor ángulo de deflector podría ser de 135 grados, en el que se puede observar la máxima extracción de calor y el mejor rendimiento térmico.