Análisis del Comportamiento de Temperatura y Trayectoria de Fluidos en un Intercambiador de Calor con Aplicación de Simulación Térmica y Mecánica

Abstract

El presente estudio investigativo se basa en la utilización de los programas computacionales de diseño e ingeniería asistida por ordenador Inventor Pro de Autodesk y Ansys Discovery, los cuales de manera conjunta permiten la elaboración de un modelado, renderizado y simulación de un intercambiador de calor como lo es un radiador por el que fluye internamente líquido refrigerante que ingresa a una temperatura alta inicial de 80.6 °C y al desplazarse por el sistema de intercambio de calor registra un descenso de temperatura de 18 °C a una velocidad promedio de 2.17 m/s, teniendo en cuenta que se registra una transferencia de calor a través de un proceso de convección con las paredes de tubería del radiador y de manera exterior la consideración del flujo de aire que circula a través de las aletas conductoras. También por medio de simulación se logra observar el comportamiento mecánico del fluido a través de sus partículas que se encuentran en desplazamiento, así como líneas de flujo generadas de manera cualitativa y cuantitativa que indicar el proceso de transferencia de calor y el tipo de flujo según la sección por donde el refrigerante se desplaza. This research study is based on the use of computer aided design and engineering programs Autodesk Inventor Pro and Ansys Discovery, those programs allow the development of a modeling, rendering and the simulation of a heat exchanger such as a radiator filled with coolant which flows at a high initial temperature, for the present test it is 80.6 °C after moving through the system it registered a drop in temperature to 18 °C at an average speed of 2.17 m/s, taking into account that a heat transfer is recorded through a convection process with the pipe walls of the radiator and externally the consideration of the flow of air that circulates through the conductive fins. Also through this simulation it is possible to observe the mechanical behavior of the fluid through its particles which are in displacement, as well as flow lines generated in a qualitative and quantitative way that indicate the heat transfer process and the type of flow according to the section where the coolant flows.