APROXIMACIONES UNIDIMENSIONALES PARA ESTIMAR LA EFICIENCIA DE ALETA EN INTERCAMBIADORES TUBULARES CON ALETAS CONTINUAS

FELIPE SUÁREZ; OSVALDO M. MARTÍNEZ; NÉSTOR J. MARIANI; GUILLERMO F. BARRETO

La Plata

Jornada; Terceras Jornadas de Investigación, Transferencia y Extensión; 2015

Facultad de Ingeniería - UNLP

Los intercambiadores de calor de placas aletadas son extensamente utilizados en el procesamiento de gas criogénico, en la industria aeroespacial y en sistemas de climatización; se destacan entre los equipos de transferencia de calor debido a su alta eficiencia y multifuncionalidad. En términos generales, para analizar la conducción térmica en aletas en equipos de transferencia de calor debe considerarse que la misma tiene lugar en más de una dimensión espacial.Sin embargo, cuando se busca la simulación de los mencionados intercambiadores puede ser necesario evaluar la velocidad de transferencia de calor desde las aletas una cantidad importante de veces (del orden del millar); más aún, en aplicaciones querequieren simulación recurrente, como las de optimización o diseño de una planta, los órdenes de magnitud pueden elevarse aún más, con lo cual los procedimientos de tipo numérico aplicados a más de una dirección espacial resultan una opción poco viable a los fines prácticos.Una alternativa válida para abordar el problema es el empleo de modelos de tipo unidimensional. Con esta finalidad, en este trabajo se propone un modelo unidimensional, denominado de dos aletas radiales equivalentes. El mismo representa una extensión del de una aleta radial equivalente y permite mejorar la capacidad predictiva. El parámetro principal del modelo de dos aletas se obtiene estableciendo que el mismo replique exactamente el comportamiento térmico (eficiencia de aleta) de una aleta continua real (2D) cuando la velocidad de transferencia de calor por conducción a través de la aleta es relativamente alta frente a la velocidad de transferencia de calor por convección entre la aleta y el fluido (situación deseada en este tipo de sistemas). En este trabajo se plantea el mencionado modelo y se demuestra que el criterio de ajuste propuesto para el parámetro principal del mismo permite estimar la eficiencia de una aleta continua con un nivel de precisión superior al 3.5% en todo el rango condiciones analizadas (i.e., valores de la relación entre velocidad de transferencia por conducción frente a convección entre 0 e infinito) para arreglos en línea y escalonado.