Evaluación de la transferencia de calor al variar el ángulo de ataque de un turbulador helicoidal en un tubo de gases de combustión, mediante la simulación computacional

  • Jhon Castillo Aburto Universidad Nacional del Santa
  • Juleisy Chávez Melo Universidad Nacional del Santa
  • Carlos Montañez Montenegro Universidad Nacional del Santa
Palabras clave: Simulación computacional, trasferencia de calor en tuberías, turbulador helicoidad

Resumen

La presente investigación tuvo como objetivo evaluar la transferencia de calor de gases de combustión mediante la simulación computacional al insertar un turbulador helicoidal al interior de un tubo de gases, variando sus parámetros de diseño para redistribuir los gases y conseguir un incremento en la turbulencia de gases con cierto grado de control de su régimen; esto se ha logrado variando el ángulo de ataque y el número de alabes helicoidales. Para predecir la trasferencia de calor se utilizó la simulación computarizada, los autores Zhang et al. 2009, Taher et al. 2012, y Jian et al. 2015 utilizaron el software COMSOL Multiphysics versión de prueba como modelo Multifísico No-Isotermal Flow turbulento k- 𝜀 y el modelo de conductividad turbulenta Kays-Crawford. Se evaluó los parámetros de transferencia de calor, el coeficiente de transferencia de calor que aumentan conforme disminuye el ángulo de ataque con rango de [20º-80º] para los siguientes parámetros, con ángulo óptimo de 65º, caída de presión 131 𝑃𝑎, energía cinética de turbulencia 2.11 𝑚2/𝑠2 y vorticidad 1.05𝑥104 1/𝑠, coeficiente de transferencia de calor equivalente 18.956 W/𝑚𝐾 para el caso en estudio. Se concluyó que los valores analizados de transferencia de calor y régimen de flujo de gases tienen parámetros óptimos a partir de los cuales se reducen vibraciones y la caída de presión no deseada (Goyder, 2002). Los resultados obtenidos indicaron que el ángulo de ataque óptimo es de 65º, consiguiéndose un aumento en la transferencia de calor de hasta 15.1 %, el cual produjo un efecto, incrementando la velocidad en un 40 %.

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Citas

Bosquez, L. (2005). Aplicación CEP (Control estadisco de procesos) para mejorar el proceso de producción de tuberías plásticas en "Recuperadora de plásticos Gallardo" (Tesis de grado). Recuperado de http://repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/5326/1/Bosquez%20Bosquez%203111%20.pdf
Carot, V. (2001). Control estadístico de la calidad. Mexico, D.F.: Alfaomega grupo Editor, S.A. de C.V.
Changoluisa, M. (2014). Control estadístico del proceso de fabricación de perfiles en la empresa Novacero Planta Lasso (Tesis de maestría). Recuperado de http://repositorio.espe.edu.ec/jspui/bitstream/21000/8507/1/T-ESPE-047964.pdf.
Córdiva, I. (2012). El Proyecto de Investigación Cuantitativa. Lima: San Marcos.
Escalante, E. (2011). Análisis y mejoramiento de la calidad. México, D.F.: Limusa.
Farje, L. (2008). Sistema de control de procesos para el aseguramiento de la calidad en la producción de harina de pescado (Tesis de grado). Recuperado de https://es.scribd.com/document/385604001/Tesis-Control-Estadistico-y-Productividad
Guevara, R. (2005). Manual de auditorías energéticas. De uso exclusivo en la Universidad Nacional del Santa.
Guevara, R. F. (2013). Manual de calderas de vapor. Chimbote: Universidad Nacional del Santa.
León, C. (2013). Influencia del cambio de combustible petróleo R500 por gas natural en calderos para la reducción de los indicadores energéticos de la Empresa Austral GROUP SAC-2013 (Tesis de grado).Universidad Nacional del Santa. Chimbote.
Márquez, M. (2005). Combustión y quemadores. España: Editorial Marcombo.
Meléndez, S. A. (2006). Conversión a gas natural seco de una caldera pirotubular con potencia de 500 BHP que trabaja con Diésel-2 (Tesis de grado). Recuperada de http://cybertesis.uni.edu.pe/bitstream/uni/406/1/melendez_gs.pdf.
Montgomery, D., & Runger, G. (2009). Probabilidad y estadística aplicada a la ingeniería. 2ª Ed. México: Limusa.
Prats, J. (2005). Control Estadístico de Procesos mediante analisis multivariante de imágenes (Tesis de doctorado). Recuperado de https://es.scribd.com/document/347252119/TESIS-Prats-Control-Estadistico-por-Analisis-Multivariante-pdf
Robles, H. (2006). Migración de combustibles tradicionalesa gas natural en la industria alimentaria
Publicado
2018-06-01
Sección
Artículos