Análisis y simulación térmica mediante dinámica de fluidos computacional de una chiller para el enfriamiento de 750 gal/min de agua

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Título : Análisis y simulación térmica mediante dinámica de fluidos computacional de una chiller para el enfriamiento de 750 gal/min de agua
Autor : Troya Velasco, Stalin Josue
Director de Tesis: Toapanta Ramos, Luis Fernando
Resumen traducido: In this work, the design of an evaporator for a chiller is exhaustively analyzed, along with the possibility of its implementation, using computational models as well as simulations to analyze its performance and evaluate its economic viability. A comprehensive review of the existing literature on evaporators was conducted, focusing on the latest technologies, materials, and techniques to assess both the performance and efficiency of the systems. The computational models used were described, highlighting the use of SolidWorks Flow Simulation due to its features and benefits. Details about the simulation, the system geometry (a double-pass shell and tube design), and the mesh generation process were provided. The thermal properties of the system were also discussed, input parameters, boundary conditions, and convergence criteria for the simulation were established. Comparisons between both simulation results and the data obtained using mathematical models as well as previous studies were carried out, developing an analysis to determine if the computational models were accurate, in addition to verifying if there were discrepancies in both temperature and heat transfer between the refrigerant and water. The economic evaluation included a thorough analysis of the costs of materials, installation, operation, and maintenance. The simulation data demonstrated a high correlation with the mathematical models, validating the accuracy of the SolidWorks simulation. Improvements in the energy efficiency of the chiller evaporator were found, thus demonstrating the economic viability of the project. Detailed evaluations of the installation and operation costs were also conducted, highlighting economic benefits.
Resumen : En este trabajo se analiza exhaustivamente el diseño de un evaporador para un chiller, además de la posibilidad de implementarlo, utilizando modelos computacionales así como simulaciones para analizar su rendimiento y evaluar su viabilidad económica. Se realizó una revisión completa de la literatura existente sobre evaporadores, centrada en las tecnologías, los materiales y las técnicas más recientes para evaluar tanto el rendimiento como la eficiencia de los sistemas. Los modelos computacionales utilizados fueron descritos, destacando el uso de SolidWorks Flow Simulation debido a sus características y beneficios. Se proporcionaron detalles sobre la simulación, la geometría del sistema (un diseño de tubos y coraza de doble paso) así como el proceso de generación de la malla, también se discutieron las propiedades térmicas del sistema, se establecieron parámetros de entrada, condiciones de frontera y criterios de convergencia para la simulación. Se llevaron a cabo comparaciones entre los resultados de la simulación, con los datos obtenidos utilizando modelos matemáticos así como estudios previos, desarrollando un análisis para determinar si los modelos computacionales eran precisos, además de verificar si había discrepancias tanto en la temperatura como en la transferencia de calor entre el refrigerante y el agua. La evaluación económica incluyó un análisis exhaustivo en costos de materiales, instalación, operación y mantenimiento. Los datos de la simulación demostraron una alta correlación con los modelos matemáticos, lo que valida la precisión de la simulación de SolidWorks, encontrando mejoras en la eficiencia energética del evaporador del chiller, se demostró así la viabilidad económica del proyecto, también se realizaron evaluaciones detalladas de los costos de instalación y operación, destacando beneficios económicos.
Palabras clave : MECÁNICA
DISEÑO EN INGENIERÍA
SIMULACIÓN POR COMPUTADORES
CHILLER
TRANSFERENCIA DE CALOR
Fecha de publicación : sep-2024
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/28655
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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