Determinación de las ecuaciones y desarrollo del programa de cálculo de transferencia de calor y pérdida de carga en intercambiadores para maci

González Buesa, Julio
Marín Herrero, José María (dir.)

Universidad de Zaragoza, CPS, 2011
Departamento de Ingeniería Mecánica, Área de Máquinas y Motores Térmicos

Ingeniero Industrial

Resumen: Este proyecto se ha llevado a cabo en la empresa Valeo Térmico S.A. Al inicio del mismo se encontraba disponible un programa de cálculo de prestaciones para la tecnología Irene3 (tubos lisos) pero, como trabajo inicial, debía ser revisado ya que presentaba diversos fallos y también se debía traducir toda la interfaz al idioma inglés. Actualmente se ha desarrollado una nueva tecnología en intercambiadores de calor llamada Greco basada en tubos rectangulares con perturbadores de dos formas diferentes: Herrringbone y Offset strip fin. Esto crea la necesidad de desarrollar otro programa informático de cálculo de prestaciones para esta nueva tecnología que permita aproximar parámetros como potencia, eficiencia o pérdidas de carga en el lado gas. El objetivo principal del proyecto es desarrollar este programa de cálculo de prestaciones para la tecnología Greco, más concretamente, el trabajo se compone de varias partes: - En un trabajo previo se traduce toda la interfaz del programa de cálculo Irene3 (tubos lisos) al idioma inglés y se modifican ciertas partes del programa existente que no calculan correctamente o lo hacen con excesivo error. - Se clasifican los ensayos disponibles para su observación, se modifican y se adecúan desestimando los que no proporcionan datos coherentes y construyendo y ensayando nuevos prototipos, contando con la opinión tanto del taller de prototipos como del laboratorio de ensayos. - Para le nueva tecnología, se revisa la bibliografía para obtener los sistemas de ecuaciones que determinan el intercambio de calor y pérdidas de carga en cuyo cálculo se basa el núcleo de éste proyecto. Se conocen como Greco (tubos con perturbador) y utilizan dos tipos de perturbadores diferentes que deben quedar perfectamente definidos: Herringbone y Offset strip fin. - Se modifica el programa de cálculo de ensayos para adaptarlo a la tecnología Greco. Éste se encarga de recoger la información de los ensayos y calcular y extraer los datos necesarios para realizar los ajustes con el programa Mathcad. - Se realizan los algoritmos para Mathcad que por iteración obtendrán los coeficientes que se han dejado libres para ajustar las ecuaciones de Nusselt y el factor de fricción que define las pérdidas de carga lineales. - Con las ecuaciones completamente conocidas se procede a desarrollar el programa de cálculo de prestaciones para la tecnología Greco. - Como punto final se elabora un manual de usuario, en español e inglés, que permita utilizar el programa de cálculo de prestaciones y que recoja la metodología para una futura actualización del mismo ante la aparición de nuevos ensayos o incluso nuevas tecnologías. Para implantar el programa se ha utilizado programación en Visual Basic para Excel, ya que permite una fácil interpretación visual y el lenguaje de programación es muy utilizado. Para los ajustes de las correlaciones de las ecuaciones que determinan el comportamiento del intercambiador se ha utilizado el programa Mathcad, desarrollando las ecuaciones con el método de iteración por mínimos cuadrados. Se incluye también un estudio de los errores del programa de cálculo respecto a los ensayos disponibles para las modificaciones introducidas en la tecnología Irene3 y para Greco.

Palabra(s) clave (del autor): intercambiadores de calor

Tipo de Trabajo Académico: Proyecto Fin de Carrera