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Investigación de la influencia de la longitud de la zona de condensación y el calor transferido a traves de la mampara sobre la eficiencia térmica de un intercambiador de calor con tubos termosifones aletadas

Resumen

En este artículo, se investiga la aplicación de un intercambiador de calor aire-agua, basado en tubos termosifones en donde se hace fluir, en contra corriente, agua caliente con temperaturas inferiores a 90°C y aire a temperatura ambiente. El intercambiador de calor está conformado por 18 tubos termosifones aletados sin zona adiabática, un área total de intercambio de calor de 12.618 m2 y una relación entre el área del condensador y del evaporador de 2.7037. Se analiza el comportamiento al modificar la relación de áreas (70%Lc-30%Le, 60%Lc-40%Le, 50%Lc-50%Le), el flujo de aire, el caudal y temperatura del agua y al inducir perturbaciones tipo escalonada (2.5-5-7.5 l/min). Es estudiada la influencia que tiene la trasferencia de calor a través de la mampara y de dichas modificaciones sobre la eficiencia del equipo. Se obtiene la configuración más eficiente (=96%) correspondiente a una relación de áreas de 60%Lc-40%Le a una velocidad de 4.2 m/s, un caudal de 10 l/min y una temperatura de 85°C. El calor transferido a través de la mampara Qmamp representa un incremento máximo de 7.19% en la eficiencia del equipo en la configuración anteriormente mencionada. Asimismo, en los perfiles, de temperatura en función del tiempo se observa que, al aumentar el caudal del agua, el sistema tiende a estabilizarse en un menor tiempo y, además, la eficiencia en los nuevos estados estables presentan un máximo decremento de 4.23%. Asimismo, se observa que el tiempo de estabilización, variando únicamente la temperatura del agua a la entrada, es independiente de esta, es decir, el sistema al variar dicha temperatura tiende a estabilizarse a 4.5 min después de iniciada la circulación de los fluidos por el recuperador. *