Enfoque basado en CFD para proponer un intercambiador de calor en forma de tubo zigzagueante sin aletas
Autores: Rayhan, Sabit; Kariya, Keishi; Miyara, Akio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Enfoque basado en CFD para proponer un intercambiador de calor en forma de tubo zigzagueante sin aletas
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía térmica
Palabras clave
Estudio
Tubos en forma de zigzag
Rendimiento de transferencia de calor
Intercambiadores de calor
Simulaciones numéricas
Diseño innovador
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio explora la aplicación de tubos sin aletas en forma de zigzag para mejorar el rendimiento de transferencia de calor en intercambiadores de calor. Utilizando simulaciones numéricas tridimensionales, examinamos la transferencia de calor por unidad de área y el volumen de la caída de presión, comparando estos hallazgos con un intercambiador de calor de tubos paralelos tradicional. Esta estrategia de diseño innovadora consistió en disponer tubos en forma de zigzag a diferentes distancias, y se probaron las características de transferencia térmica y fricción a diferentes velocidades del aire. Esta investigación sugiere que la introducción de intercambiadores de calor en zigzag, en lugar de los diseños tradicionales de aletas y tubos, condujo a una mejora significativa en la transferencia de calor. Esta mejora se atribuye al flujo en remolino creado alrededor de los tubos en zigzag, que aumentó el área total de transferencia de calor. Además, encontramos que el área de transferencia de calor aumentó en un 14.2%, 32.1% y 63.9% para ángulos de zigzag de 30 grados, 45 grados y 60 grados, respectivamente, en comparación con un intercambiador de calor de tubos paralelos. En consecuencia, el intercambiador de calor de tubos en forma de zigzag demostró no solo una transferencia de calor superior, sino también una reducción en la pérdida de presión por fricción.
Descripción
Este estudio explora la aplicación de tubos sin aletas en forma de zigzag para mejorar el rendimiento de transferencia de calor en intercambiadores de calor. Utilizando simulaciones numéricas tridimensionales, examinamos la transferencia de calor por unidad de área y el volumen de la caída de presión, comparando estos hallazgos con un intercambiador de calor de tubos paralelos tradicional. Esta estrategia de diseño innovadora consistió en disponer tubos en forma de zigzag a diferentes distancias, y se probaron las características de transferencia térmica y fricción a diferentes velocidades del aire. Esta investigación sugiere que la introducción de intercambiadores de calor en zigzag, en lugar de los diseños tradicionales de aletas y tubos, condujo a una mejora significativa en la transferencia de calor. Esta mejora se atribuye al flujo en remolino creado alrededor de los tubos en zigzag, que aumentó el área total de transferencia de calor. Además, encontramos que el área de transferencia de calor aumentó en un 14.2%, 32.1% y 63.9% para ángulos de zigzag de 30 grados, 45 grados y 60 grados, respectivamente, en comparación con un intercambiador de calor de tubos paralelos. En consecuencia, el intercambiador de calor de tubos en forma de zigzag demostró no solo una transferencia de calor superior, sino también una reducción en la pérdida de presión por fricción.