Modelamiento y simulación de un tubo de calor de alta temperatura (2013)
Resumen: La tecnología de tubos de calor de alta temperatura permite recuperar la energía residual de procesos industriales que día a día se ven obligados a comprometerse en la solución de importantes limitaciones como la contaminación de gases efluentes, perdida deliberada de energía a los alrededores, limitación en el espacio físico para mejorar el proceso y aumento indiscriminado de los costos de inversión. Sin embargo, los tubos de calor de alta temperatura, presentan limitaciones en su funcionamiento como es la membrana porosa y los gases no condensables que deterioran el rendimiento térmico para la captación del calor de desecho. Por lo tanto, en este proyecto se desarrolló un modelo matemático bidimensional en estado estacionario que predice el comportamiento de un tubo de calor de alta temperatura (temperatura superior a 950 K). El modelo toma en cuenta las ecuaciones fundamentales de continuidad, momentum y energía en régimen laminar. Se determinó el perfil de velocidades de la fase líquida y de vapor, el perfil de concentración de la fase líquida, el perfil de fracción másica de la mezcla gas-vapor y el perfil de temperatura para la fase líquida y de vapor. El modelo es capaz de predecir y analizar la transferencia, el transporte de masa y de calor que se genera en su interior y la limitación térmica que sufre a consecuencia de la membrana porosa y los gases no condensables. El modelo fue solucionado numéricamente en código CFD mediante el software Comsol multhyphics 3.5, teniendo en consideración la variación en la geometría del tubo de calor para determinar la mejor configuración posible.