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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

Abstract:

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.