Flujo de fluidos en tuberías enrolladas helicoidalmente
Autores: Sigalotti, Leonardo Di G.; Alvarado-Rodríguez, Carlos E.; Rendón, Otto
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Flujo de fluidos en tuberías enrolladas helicoidalmente
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Tuberías enrolladas helicoidalmente
Aplicaciones industriales
Transferencia de calor
Flujo secundario
Flujo turbulento
Número de Reynolds
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los tubos helicoidalmente enrollados se utilizan ampliamente en muchas aplicaciones industriales y de ingeniería debido a su compacidad, mayor área de transferencia de calor por unidad de volumen y mayor eficiencia en la transferencia de calor y masa en comparación con otras geometrías de tubos. Se encuentran comúnmente en intercambiadores de calor, generadores de vapor en plantas de energía y reactores químicos. La característica más notable del flujo en tubos helicoidales es el flujo secundario (es decir, el movimiento circulatorio en la sección transversal) causado por fuerzas centrífugas debido a la curvatura. Otras características importantes son los efectos de estabilización del flujo turbulento y el mayor número de Reynolds en el que ocurre la transición de un estado laminar a uno turbulento en comparación con tubos rectos. Una revisión de la literatura abierta sobre flujos en tubos helicoidales muestra que se ha realizado una buena cantidad de trabajo experimental y teórico para derivar correlaciones apropiadas que predigan las pérdidas de presión por fricción en condiciones laminares y turbulentas, así como para estudiar la dependencia de las características del flujo y las capacidades de transferencia de calor en función del número de Reynolds, el número de Nusselt y los parámetros geométricos del tubo helicoidal. A pesar de los avances realizados hasta ahora en la comprensión de las características del flujo y la transferencia de calor en el flujo de tubos helicoidales, aún queda mucho trabajo por hacer para abordar el problema más complejo de los flujos multifásicos y el impacto de la deformación y corrugación del tubo en el flujo monofásico y multifásico. El objetivo de este artículo es proporcionar una revisión sobre la investigación experimental y teórica de vanguardia relacionada con el flujo en tubos helicoidalmente enrollados.
Descripción
Los tubos helicoidalmente enrollados se utilizan ampliamente en muchas aplicaciones industriales y de ingeniería debido a su compacidad, mayor área de transferencia de calor por unidad de volumen y mayor eficiencia en la transferencia de calor y masa en comparación con otras geometrías de tubos. Se encuentran comúnmente en intercambiadores de calor, generadores de vapor en plantas de energía y reactores químicos. La característica más notable del flujo en tubos helicoidales es el flujo secundario (es decir, el movimiento circulatorio en la sección transversal) causado por fuerzas centrífugas debido a la curvatura. Otras características importantes son los efectos de estabilización del flujo turbulento y el mayor número de Reynolds en el que ocurre la transición de un estado laminar a uno turbulento en comparación con tubos rectos. Una revisión de la literatura abierta sobre flujos en tubos helicoidales muestra que se ha realizado una buena cantidad de trabajo experimental y teórico para derivar correlaciones apropiadas que predigan las pérdidas de presión por fricción en condiciones laminares y turbulentas, así como para estudiar la dependencia de las características del flujo y las capacidades de transferencia de calor en función del número de Reynolds, el número de Nusselt y los parámetros geométricos del tubo helicoidal. A pesar de los avances realizados hasta ahora en la comprensión de las características del flujo y la transferencia de calor en el flujo de tubos helicoidales, aún queda mucho trabajo por hacer para abordar el problema más complejo de los flujos multifásicos y el impacto de la deformación y corrugación del tubo en el flujo monofásico y multifásico. El objetivo de este artículo es proporcionar una revisión sobre la investigación experimental y teórica de vanguardia relacionada con el flujo en tubos helicoidalmente enrollados.