Estudio de los parámetros que afectan la transferencia de calor conjugada en intercambiador de calor de tubos y placas-aleta / Study of the parameters affecting conjugated heat transfer in plate-fin and tube heat exchanger

RESUMEN

Se utilizó un método numérico para analizar el efecto conjugado de la conducción de calor a través de las aletas y la convección de calor desde la superficie de las mismas en un intercambiador de calor de tubos y placas-aleta. Las simulaciones se desarrollaron con valores de parámetros similares a los encontrados en intercambiadores de calor comerciales. Se analizó el efecto de varios parámetros en la transferencia de calor conjugada. La superficie de la aleta es dividida en dos regiones aguas arriba del tubo donde la transferencia de calor es elevada, y aguas debajo del tubo donde la transferencia es limitada. La región aguas arriba del tubo se ve más afectada por la conducción a través de las aletas, con disminución de la transferencia de calor cuando la conducción es considerable. Es posible identificar una región de transferencia de calor inversa aguas abajo del tubo. Los parámetros que afectan mayormente la transferencia de calor conjugada son la conductividad y espesor de la aleta, el número de Reynolds y la excentricidad del tubo respecto a la aleta. Existe la posibilidad de mejorar la transferencia de calor del intercambiador haciendo el tubo excéntrico respecto a la longitud de la aleta. Al mover el tubo más cerca del borde de salida de las aletas el área de baja transferencia de calor detrás de los tubos se reduce en tamaño y, al mismo tiempo, la mayor longitud de la parte frontal de la aleta causa un incremento del área frontal, con una reducción del valor local del coeficiente convectivo. Esto sugiere la existencia de una posición óptima del tubo respecto a la longitud de la aleta