Estudio Numérico y Experimental de la Doble Mejora Pasiva en Intercambiadores de Calor Turbotec®

Abstract

En el ámbito científico ha crecido el estudio de las espirales y hélices como técnica pasiva de incremento en la tasa de transferencia de calor en intercambiadores, y más recientemente, de la corrugación superficial de la espiral para el incremento de la turbulencia y del área de transferencia. Sin embargo, faltan por desarrollar correlaciones que permitan predecir el comportamiento del fluido externo de intercambiadores de tubo torsionado helicoidal. En este proyecto se propuso obtener el modelo de correlación para el número Nusselt en función del número Dean y de un parámetro geométrico asociado a la segunda mejora pasiva, en intercambiadores de calor Turbotec® a partir de datos experimentales, y estudiar numéricamente el efecto de las mejoras pasivas; estas correlaciones permitirán la selección de intercambiadores en función del número Nusselt requerido. Se encontró un aumento en la transferencia de calor del 284, 218, 180, y 155% para el régimen de flujo laminar con números Dean de 840, 1641, 2420 y 3247 respectivamente para las pruebas experimentales y un aumento del 44, 46, 47, 48 y 48% para las pruebas numéricas en régimen de flujo turbulento con números Dean de 4411, 4877, 5340, 5806 y 6034 respectivamente. Los resultados de este trabajo han sido seleccionados para ser publicados en la revista "Chemical Engineering Transactions" con ISSN: 2283-9216 con el título "Numerical study of the effect of a passive technique in tube-in-tube helical heat exchanger".