Validation of a smooth configuration surface for compact heat exchangers using a numerical method//Validación de la superficie de un intercambiador de calor compacto en configuración lisa utilizando un método numérico

José‐L. Leiro‐Garrido, Rubén Borrajo‐Pérez, Juan José González‐Bayón, Nelson Reyes‐Béquer

Resumen

This work determines the thermo hydraulics behavior of smooth configuration surface for a compact heat exchanger by means of numerical simulation. The objective is to use the results as baseline for research in the enhancement of heat transfer and drag reduction, directed to reduce the energy consumption and diminish the environmental impact. The fin tube heat exchanger models described.
The constraints used in the implementation of the equation solver are announced. The average heat transfer coefficient and pressure drop obtained from numerical simulation are compare to experimental results presented in literature for models with the same dimensions and configuration. A good agreement between numerical and experimental results is reached. Local mechanisms responsible for the heat transfer and pressure drop are detailed. The study is conducted inside the
laminar regime for frontal velocities ranging between 0.5 and 6 m/s.

Key words: compact heat exchanger, heat transfer coefficient, numerical simulation, pressure drop.
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Resumen

Este trabajo determina el comportamiento termo hidráulico de una superficie perteneciente a un intercambiador de calor compacto en configuración lisa utilizando un método de simulación numérica. El objetivo es caracterizar la superficie para poder utilizarla como una referencia en las comparaciones con superficies de intercambio de calor intensificadas. Los datos obtenidos se
utilizaran en la determinación de los valores relativos de intensificación de la transferencia de calor y el arrastre intentando reducir el consumo energético y su impacto ambiental. Se describe el modelo de intercambiador de calor con tubos aletados. Los resultados numéricos obtenidos presentan un
buen ajuste con los valores experimentales. Los resultados del coeficiente de transferencia de calor global y la caída de presión son explicados a partir de las particularidades locales del campo de velocidad y temperatura. El estudio es conducido en régimen laminar con velocidades a la entrada del modelo entre 0.5 and 6 m/s.

Palabras claves: intercambiadores de calor compactos, coeficiente de transferencia de calor, simulación numérica, caída de presión.

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