Desarrollo de modelos CFD para evaluación de intercambiadores de calor

Abstract

El desempeño de un intercambiador de calor tipo tubos y carcasa es estudiado mediante la determinación del perfil de velocidades internas del equipo haciendo uso de un software comercial de Dinámica de Fluidos Computacional. Se realizaron modelos en 2D y 3D, tanto del lado tubo como del lado carcasa, con la finalidad de determinar las zonas con menores velocidades del fluido que pueden asociarse a problemas de ensuciamiento del intercambiador. Se utilizó el enfoque de medio poroso para el modelo en 3D del lado carcasa, mientras que, para el resto, se utilizó una partición de la geometría para minimizar tiempo computacional. Entre los resultados obtenidos, se puede observar que la distribución del flujo en el lado tubos presenta zonas de alta velocidad, y otras zonas de baja velocidad que pueden contribuir a problemas de ensuciamiento del intercambiador de calor. Asimismo, para el lado carcasa, se analizó el efecto de los deflectores en la distribución del fluido, así como zonas de baja velocidad del fluido. Los resultados obtenidos fueron comparados con información real de planta, encontrándose una concordancia entre lo observado en las inspecciones de los intercambiadores y lo obtenido con el modelo desarrollado.