Estudio de calor y flujo de los tubos internamente aletados con diferentes geometrías de aletas
Autores: Bellos, Evangelos; Lykas, Panagiotis; Tzivanidis, Christos
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio de calor y flujo de los tubos internamente aletados con diferentes geometrías de aletas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Calor
Mejora del flujo
Formas de aleta
Tubo
Simulaciones
Transferencia de calor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
La mejora del calor y del flujo es un arma crítica para el diseño de dispositivos altamente eficientes, compactos y rentables. El objetivo de este análisis es el examen detallado de la implementación de diferentes formas de aletas en el lado interno de un tubo con el fin de mejorar el calor y el flujo. Se examinó el tubo vacío de referencia, mientras que también se estudió el uso de aletas circulares, rectangulares y triangulares. Se realizaron diferentes simulaciones con un modelo desarrollado de dinámica de fluidos computacional, y los resultados se expresaron en términos de calor y flujo. El modelo desarrollado se validó mediante la comparación de los resultados con las expresiones teóricas para el número de Nusselt, así como para el factor de fricción. Los resultados obtenidos se evaluaron mediante el cálculo del coeficiente de convección de calor, la caída de presión, el número de Nusselt, el factor de fricción, el trabajo de la bomba, la temperatura media de la pared y el número de Bejan. Según los cálculos, el uso de aletas rectangulares es la mejor solución; el uso de aletas triangulares es la segunda opción, mientras que el método de mejora menos eficiente es el uso de aletas internas circulares. En cuanto a la mejora de la transferencia de calor, las aletas rectangulares conducen a una mejora del 36%, las aletas circulares al 25%, y las aletas triangulares al 23% en comparación con el tubo de referencia.
Descripción
La mejora del calor y del flujo es un arma crítica para el diseño de dispositivos altamente eficientes, compactos y rentables. El objetivo de este análisis es el examen detallado de la implementación de diferentes formas de aletas en el lado interno de un tubo con el fin de mejorar el calor y el flujo. Se examinó el tubo vacío de referencia, mientras que también se estudió el uso de aletas circulares, rectangulares y triangulares. Se realizaron diferentes simulaciones con un modelo desarrollado de dinámica de fluidos computacional, y los resultados se expresaron en términos de calor y flujo. El modelo desarrollado se validó mediante la comparación de los resultados con las expresiones teóricas para el número de Nusselt, así como para el factor de fricción. Los resultados obtenidos se evaluaron mediante el cálculo del coeficiente de convección de calor, la caída de presión, el número de Nusselt, el factor de fricción, el trabajo de la bomba, la temperatura media de la pared y el número de Bejan. Según los cálculos, el uso de aletas rectangulares es la mejor solución; el uso de aletas triangulares es la segunda opción, mientras que el método de mejora menos eficiente es el uso de aletas internas circulares. En cuanto a la mejora de la transferencia de calor, las aletas rectangulares conducen a una mejora del 36%, las aletas circulares al 25%, y las aletas triangulares al 23% en comparación con el tubo de referencia.