Diseño y simulación mediante CFD de un intercambiador de calor para el calentamiento del aire interior en un depósito de 3m3 que contiene miel de abeja

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Título : Diseño y simulación mediante CFD de un intercambiador de calor para el calentamiento del aire interior en un depósito de 3m3 que contiene miel de abeja
Autor : Díaz Salazar, Luis Gonzalo
Chuqui Portero, Sandro Michael
Director de Tesis: Toapanta Ramos, Luis Fernando
Resumen traducido: The following project is aimed at modeling a counterflow heat exchanger to heat the air in a 3 m3 honey bee tank, where a heat transfer is carried out with the R134a refrigerant and the air that flows inside the exchanger, for which information was collected about the refrigerant to be used in this project and particularities of the air at an ambient temperature in the city of Quito, this analysis was first carried out by a numerical method and then verified by a simulation. In the first method, formulas were analyzed with which the efficiency and the appropriate geometry for the design were found, based on initial data of the two fluids with which it was intended to raise the air temperature from 20 to 55 °C, since This temperature was found in articles for heating honey. For the CFD design and simulation, the SolidWorks and ANSYS Fluent software packages were used, respectively. The exchanger consists of a coil inside that has 8 tube steps and a length of 1.39 m, allowing to heat the average temperature of the air to 52.75 °C, it was thus shown that the exchanger reached an efficiency of 95%, validating the calculations of the proposed equations, since the desired temperature was reached, showing that this exchanger model presents reliability in the fluid heating process.
Resumen : El siguiente proyecto tiene como objetivo modelar un dispositivo que intercambia calor en contracorriente y permite elevar la temperatura del aire en un tanque de miel de abeja de 3 m3, donde se realiza una transferencia de calor con el refrigerante R134a y el aire que circula en el interior del intercambiador, para la cual se recopiló información sobre el refrigerante a utilizar en este proyecto y particularidades del aire a una temperatura igual al ambiente local, este análisis se realizó primero por un método numérico y luego se verificó por una simulación. En el primer método se analizaron fórmulas con las que se encontró la eficiencia y la geometría adecuada para el diseño, a partir de datos iniciales de los dos fluidos con los que se pretendía elevar la temperatura del aire de 20 a 55 °C, ya que esta temperatura se encontró en artículos para calentar miel. Para el diseño y simulación CFD se utilizaron los paquetes de software SolidWorks y ANSYS Fluent, respectivamente. El intercambiador consta de un serpentín en su interior que tiene 8 pasos de tubo y una longitud de 1.39 m, lo que permite calentar la temperatura promedio del aire a 52.75 °C, así se demostró que el intercambiador alcanzó una eficiencia del 95%, validando los cálculos de las ecuaciones propuestas, ya que se alcanzó la temperatura deseada, evidenciando que este modelo de intercambiador presenta confiabilidad en el proceso de calentamiento de fluidos.
Palabras clave : INGENIERÍA MECÁNICA
DISEÑO EN INGENIERÍA
SIMULACIÓN POR COMPUTADORES
TRANSFERENCIA DE CALOR
AIRE
TERMODINÁMICA
Fecha de publicación : mar-2022
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/22210
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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