Análisis Numérico Vía ANSYS De Intercambiadores De Calor Con Mejora Pasiva: Casos De Estudio Densidad Del Mallado Y Modelo De Turbulencia

  • Miyer Javier Valdés Ortiz Instituto Tecnológico Metropolitano
  • Juan Gonzalo Ardila Marín Instituto Tecnológico Metropolitano
  • Adrián Felipe Martínez Pérez
  • Juan Diego Betancur Gómez Instituto Tecnológico Metropolitano

Resumen

Los intercambiadores de calor se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales
determinando su funcionamiento, por lo tanto, se ha trabajado en diseños eficientes y
fiables, y sus posibilidades de mejora han sido ampliamente estudiadas; lo anterior sumado
al desarrollo actual de poderosos microprocesadores, ha justificado y promovido el empleo
de la Dinámica de Fluidos computacional – CFD para estudiar las técnicas de mejora de estos
dispositivos, aplicando diferentes modelos de turbulencia como k−ε o k−ω, con resultados
aceptables. Pero el modelo no es la única variable que inciden en los resultados, se ha visto
que la malla los afecta bastante, por eso durante este trabajo se estudia la incidencia del
refinamiento de malla en los resultados alcanzados durante el análisis CFD de la transferencia
de calor en intercambiadores empleando los modelos k−ε y k−ω; las simulaciones fueron
desarrolladas con ANSYS® V17.0 en el Laboratorio de Modelado del grupo de investigación
en Materiales Avanzados y Energía del Instituto Tecnológico Metropolitano de Medellín (MATyER-ITM). El estudio consistió en la búsqueda de convergencia en soluciones de mallas
cada vez más finas comparando el número de Nusselt contra el número de elementos de malla
para determinar dónde se vuelve innecesario el refinamiento, las simulaciones se corrieron
con CFX® de ANSYS® y logró comprobarse efectivamente la incidencia del refinamiento en
los resultados y en el tiempo y la necesidad de capacidad de cómputo. La validación de los
modelos se realizó a partir de resultados experimentales reportados por Kumar en 2006,
como lo propuso Di Piazza en 2010; encontrándose que el modelo k−ε estándar permite
mayor ajuste de los resultados numéricos a los experimentales.

Publicado
2017-10-02
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VALDÉS ORTIZ, Miyer Javier et al. Análisis Numérico Vía ANSYS De Intercambiadores De Calor Con Mejora Pasiva: Casos De Estudio Densidad Del Mallado Y Modelo De Turbulencia. Revista CINTEX, [S.l.], v. 22, n. 1, p. 59-68, oct. 2017. ISSN 2422-2208. Disponible en: <http://www.pascualbravo.edu.co:5056/cintexpb/index.php/cintex/article/view/287>. Fecha de acceso: 22 jan. 2018
Sección
ARTÍCULOS DE INVESTIGACIÓN / RESEARCH PAPERS