Estudo numérico do efecto da folgura e do fluído intermedio en tubos de seguridade para intercambiadores NH3/CO2
| Data de defensa | 17/09/2021 |
| Titulación | Grao en Enxeñaría Mecánica |
| Centro | Escola de Enxeñaría Industrial |
| Dirección |
Titoría: Jacobo Porteiro Fresco Cotitoría: Sergio Chapela López |
| Tribunal |
Presidencia: Fernando Cerdeira Pérez Secretaría: José Ángel López Campos Vogalía: Noelia Bazarra García |
| Resumo | No presente traballo realizarase un estudo numérico dos tubos de seguridade dun intercambiador de calor. Consiste en analizar e interpreta-los datos obtidos do estudo, feito en ANSYS Fluent, dos tubos de dobre parede en intercambiadores con NH3 y CO2. O CO2 atravesa o interior dos tubos a elevada temperatura mentres que o NH3 empapa os tubos a baixa temperatura. Os tubos de seguridade foron creados para evitar que, no caso de picado ou rotura dalgún tubo do intercambiador, entren en contacto os fluídos de traballo, podendo provocar una reacción perigosa tanto para a industria como para a saúde. O feito de dispor dunha cámara intermedia entre ambos tubos permite ter un maior control da seguridade dos intercambiadores, pero a perda de eficiencia térmica e inevitable. Búscase expansionar o tubo interior para que o espazo, a folgura, entre os tubos sexa a mínima posible. Este documento mostra o estudo paramétrico da influenza da folgura e o fluído aloxado no espazo entre os tubos empregando ferramentas de CFD (?Computational Fluid Dynamics? o ?Dinámica de Fluídos Computacional?). En primeiro lugar, realizarase un análise en dúas dimensións dunha sección do tubo completo, sendo os tubos concéntricos e lisos. Por outra parte, proponse un deseño cun tubo interior aleteado. Para iso, deseñase o tramo proposto e se leva a cabo o mallado coa ferramenta de ANSYS. Unha vez realizada a malla exportarase a Fluent e coas debidas condición de contorno analízase o intercambio de calor tendo en conta a folgura entre os tubos, interior e exterior, e o fluído do interior da cámara de seguridade. As sustancias introducidas en dita cámara serán aire, helio e aceite térmico. Cada un destes fluídos presenta unhas características diferentes térmicamente que serán obxecto de estudo, avaliando como intervén no proceso de intercambio de calor. Polo tanto, faranse distintas simulacións variando os fluídos e a folgura entre os tubos, imitando o expansionado do tubo interior. Por último, descríbense os resultados obtidos tras o análise amosando graficamente o proceso de intercambio de calor, a variación das temperaturas e se comparan os datos en función da expansión do tubo interior e o fluído intermedio. |