Caracterització experimental i numèrica d'un bescanviador de calor de carcassa i tubs

Abstract

El present projecte es basa en l’estudi del funcionament d’un bescanviador de carcassa i tubs de tipus Aigua-Aigua en una configuració de flux paral·lel, on es desenvoluparà un model computacional amb un programa de simulació en dinàmica de fluids (COMSOL®) per comparar els resultats entre ambdós casos i poder verificar el correcte funcionament del model computacional. Es començarà amb la realització de dos estudis on es variaran les temperatures d’entrada d’un dels fluids i els cabals dels dos fluids que recorren el bescanviador, es realitzaran un seguit de càlculs per conèixer les seves característiques. Una vegada explicats els resultats obtinguts es procedirà al disseny i l’explicació pas per pas de com modelitzar el bescanviador en el programa de simulació. Es realitzaran els mateixos estudis en el model computacional i es comprovaran els resultats amb els valors obtinguts del bescanviador real. Un cop validat el model es presentaran els resultats del primer estudi canviant la configuració del flux a contracorrent per mostrar un exemple dels possibles estudis que permetria realitzar el model aconseguit.

El presente proyecto se basa en el estudio del funcionamiento de un intercambiador de calor de carcasa y tubos de tipo Agua-Agua en una configuración de flujo paralelo, donde se desarrollará un modelo computacional con un programa de simulación en dinámica de fluidos (COMSOL®) para comparar los resultados entre ambos casos y poder verificar el correcto funcionamiento del modelo computacional. Se empezará con la realización de dos estudios donde se variarán las temperaturas de entrada del fluido interno y los cabales de los dos fluidos que recorren el intercambiador, se realizaran un seguido de cálculos para conocer sus características. Una vez explicados los resultados obtenidos se procederá al diseño y la explicación detallada de como modelizar el intercambiador en el programa de simulación. Se realizarán los mismos estudios en el modelo computacional y se comprobarán los resultados con los valores obtenidos del intercambiador real. Una vez validado el modelo se presentarán los resultados del primer estudio cambiando la configuración del flujo a contracorriente, para así poder mostrar un ejemplo de los posibles estudios que permitirá realizar el modelo final.

This project is based on the study of the operation of a shell-and-tube heat exchanger in a parallel flow configuration, where a computational model will be developed with a simulation program in CFD, (COMSOL®) to compare the results between both cases and to verify the correct operation of the computational model. It will begin with the realization of two studies where the inlet temperature of the internal fluid and the flow of both fluids will be varied, followed by calculations to know their characteristics. Once the results obtained have been explained, the design and detailed explanation of how to model the exchanger in the simulation program will proceed. The same studies will be carried out in the computational model and the results will be verified with the values obtained from the real exchanger. Once the model has been validated, the results of the first study will be presented by changing the flow configuration to a counter-current, in order to show an example of the possible studies that will allow the final model to be carried out.