Determinación Computacional del Coeficiente de Transferencia de Calor en Calentadores Eléctricos de Flujo Continuo, mediante Dinámica de Fluidos Computacional

Abstract

ResumenSe realizó la estimación del coeficiente de transferencia de calor mediante herramientas de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para cuatro configuraciones de calentadores eléctricos de 5,08 cm de diámetro: a) tubo simple, b) bafles verticales, c) bafle helicoidal, y d) bafle helicoidal, con variación de torsión. El modelo computacional se planteó empleando el modelo κ-ε para representar los fenómenos de turbulencia acoplado con la ecuación del balance de calor. Los coeficientes de transferencia de calor obtenidos mostraron similitud entre las configuraciones a, c y d. La configuración b presentó un aumento significativo debido a la turbulencia generada dentro de la sección interna en los bafles, y mostró también una elevada caída de presión. Palabras clave: calentador eléctrico; coeficiente de transferencia de calor; dinámica de fluidos computacional; elemento finito Computational Determination of Heat Transfer Coefficient in Continuous Flow Electrical Heaters, using Computational Fluid Dynamics AbstractThe estimation of the heat transfer coefficient using tools of Computational Fluid Dynamics (CFD) for four configurations of electric heaters of 5.08 cm in diameter has been done: a) single pipe, b) vertical baffles, c) helical baffle, d) helical baffle with torsion variation. The computational model is established using the κ-ε model to represent the phenomena of turbulence coupled with the heat balance equation. The heat transfer coefficients obtained by this method showed similarity between configurations a, c and d. The configuration b presented a significant increase due to the turbulence generated within the internal section in the enclosures, and showed a high pressure drop.

Modelamiento de la viscosidad dinámica de sustancias puras a partir de la teoría de entropía residual

“…El conocimiento de la viscosidad en amplios intervalos de temperatura y presión es requerido en diferentes procesos industriales, que incluyen el diseño de equipos como separadores, torres de destilación y equipos de intercambio de calor (Márquez-Baños et al, 2016;Ortega et al, 2016). Una opción para estimar esta importante propiedad es el uso de datos experimentales (Páez et al, 2014), sin embargo, su obtención para diferentes tipos de fluidos en amplias condiciones de temperatura y presión es una tarea costosa y requiere mucho tiempo (Poling et al, 2001).…”

Modelamiento de la Viscosidad con Base en una Ecuación Cúbica μTP del Tipo Peng-Robinson

“…La viscosidad es una propiedad de transporte utilizada en aplicaciones de la industria química, como la agitación, el mezclado, la filtración, el intercambio de calor, la concentración y el dimensionamiento de las zonas de reacción y separación (Shukla et al, 2007;Ortega et al, 2016;Márquez-Baños et al;. Por esta razón su predicción tanto en sistemas líquidos como gaseosos en amplios rangos de temperatura y presión son de relevancia para el desarrollo y optimización de procesos industriales (Xuan et al, 2007;Qunfang y Yu-Chun, 1999;Fernández et al, 2004).…”