Simulación numérica sobre los campos de temperatura y humedad alrededor de torres de enfriamiento utilizadas en el sistema de ventilación de minas
Autores: Zhelnin, Maxim; Kostina, Anastasiia; Plekhov, Oleg; Zaitsev, Artem; Olkhovskiy, Dmitriy
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Simulación numérica sobre los campos de temperatura y humedad alrededor de torres de enfriamiento utilizadas en el sistema de ventilación de minas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Rechazo de calor
Torres de enfriamiento
Velocidad del viento cruzado
Separación de torres
Eficiencia térmica
Simulación numérica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Para el rechazo de calor, se utilizan ampliamente torres de enfriamiento por aire pequeñas en los sistemas de ventilación de minas. Sin embargo, la eficiencia térmica de las torres de enfriamiento puede verse significativamente afectada por su disposición geométrica y las condiciones de viento cruzado. En ciertas condiciones ambientales, el aire caliente que sale de una torre puede fluir hacia las tomas de otras torres, lo que lleva a una reducción en la eficiencia térmica de todo el sistema de ventilación. El objetivo de este estudio fue investigar la influencia de la velocidad del viento cruzado y la separación entre torres en la temperatura y el contenido de humedad de las tomas de las torres de enfriamiento. Para este propósito, se propone un modelo CFD tridimensional del flujo turbulento no isotérmico de aire húmedo alrededor de las torres de enfriamiento. El modelo se basa en las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds con un modelo de turbulencia estándar que se complementa con ecuaciones de transferencia de calor y transporte de humedad. La investigación de los efectos de la velocidad del viento cruzado y la separación entre torres se llevó a cabo para dos torres de enfriamiento mediante simulación numérica multiparamétrica utilizando el modelo CFD. Se demostró que la torre aguas arriba protege a la torre aguas abajo del efecto del viento cruzado. El aumento de la velocidad del viento cruzado provoca un aumento en la temperatura y el contenido de humedad en las tomas de la torre aguas abajo. El aumento de la separación entre torres, en general, contribuye a una disminución de la temperatura del aire en las tomas de la torre aguas abajo. Sin embargo, a baja velocidad del viento cruzado, la transferencia de calor en las tomas puede aumentar con la separación entre torres debido a una reducción en las posibilidades de protección de la torre aguas arriba. Los resultados de la simulación numérica del flujo de aire alrededor de tres torres de enfriamiento indicaron que el aumento en el número de torres de enfriamiento contribuye a un aumento en la temperatura y el contenido de humedad en las tomas.
Descripción
Para el rechazo de calor, se utilizan ampliamente torres de enfriamiento por aire pequeñas en los sistemas de ventilación de minas. Sin embargo, la eficiencia térmica de las torres de enfriamiento puede verse significativamente afectada por su disposición geométrica y las condiciones de viento cruzado. En ciertas condiciones ambientales, el aire caliente que sale de una torre puede fluir hacia las tomas de otras torres, lo que lleva a una reducción en la eficiencia térmica de todo el sistema de ventilación. El objetivo de este estudio fue investigar la influencia de la velocidad del viento cruzado y la separación entre torres en la temperatura y el contenido de humedad de las tomas de las torres de enfriamiento. Para este propósito, se propone un modelo CFD tridimensional del flujo turbulento no isotérmico de aire húmedo alrededor de las torres de enfriamiento. El modelo se basa en las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds con un modelo de turbulencia estándar que se complementa con ecuaciones de transferencia de calor y transporte de humedad. La investigación de los efectos de la velocidad del viento cruzado y la separación entre torres se llevó a cabo para dos torres de enfriamiento mediante simulación numérica multiparamétrica utilizando el modelo CFD. Se demostró que la torre aguas arriba protege a la torre aguas abajo del efecto del viento cruzado. El aumento de la velocidad del viento cruzado provoca un aumento en la temperatura y el contenido de humedad en las tomas de la torre aguas abajo. El aumento de la separación entre torres, en general, contribuye a una disminución de la temperatura del aire en las tomas de la torre aguas abajo. Sin embargo, a baja velocidad del viento cruzado, la transferencia de calor en las tomas puede aumentar con la separación entre torres debido a una reducción en las posibilidades de protección de la torre aguas arriba. Los resultados de la simulación numérica del flujo de aire alrededor de tres torres de enfriamiento indicaron que el aumento en el número de torres de enfriamiento contribuye a un aumento en la temperatura y el contenido de humedad en las tomas.