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Diseño y simulación mediante CFD de ANSYS del proceso de calentamiento de agua hospitalaria con un intercambiador de calor para una capacidad máxima de10 m3/h

Abstract:

El presente proyecto tiene como finalidad el diseño de un intercambiador de calor tubos y coraza con una capacidad máxima de 10 m3 /h, en el cual se realiza un proceso de calentamiento de agua mediante vapor saturado que proviene de una caldera, para suministrar agua caliente a un hospital mediante una tubería de distribución de acero de una longitud de 28 m, el análisis se lo realizó mediante dos métodos: el método analítico y numérico. En el método analítico se estableció fórmulas a través de artículos científicos, así como también de libros para encontrar la eficiencia del intercambiador de calor el cual pretende que el agua a la salida de la tubería de distribución rodee los 25 a 30 °C. Para la simulación y diseño del intercambiador de calor y la tubería de distribución se empleó herramientas informáticas como Inventor y Ansys Fluent. La geometría del intercambiador de una coraza y 22 tubos tiene una disposición triangular de los tubos y logró calentar el agua a la temperatura de 45 °C, los parámetros iniciales utilizados en el vapor saturado al momento de realizar la simulación mediante el Ansys Fluent fueron de 241.3 kPa, y 138.1 °C; con la temperatura a la salida del intercambiador de calor se realizaron simulaciones de la tubería de distribución, la cual logró obtener una temperatura promedio de 26.42 °C; temperatura que evidencia la fiabilidad del diseño tanto del intercambiador como de la tubería de distribución.