Simulación del desempeño térmico del evaporador de un FHPHE en flujo paralelo
DOI:
https://doi.org/10.47385/cadunifoa.v21.n56.5795Palabras clave:
Intercambiador de calor, Tubos de calor, Simulación analítica, Rendimiento térmico, FHPHEResumen
Los resultados presentados en este trabajo se refieren al análisis, estudios y esfuerzos realizados por los estudiantes de la asignatura de Proyecto del 7.º período del primer semestre de 2025, del Curso de Ingeniería Mecánica de UniFOA. Durante el semestre, los estudiantes trabajaron en la obtención de la representación inicial de un intercambiador de calor de tubos de calor axialmente aletados en flujo paralelo, con orientación y supervisión de los profesores responsables, a partir de una concepción inicial previamente definida. Dos concepciones del prototipo en discusión fueron consideradas satisfactorias como una primera aproximación del prototipo a ser desarrollado. Además de la representación del prototipo, los estudiantes obtuvieron resultados numéricos y gráficos a partir de una simulación analítica asociada al evaporador del intercambiador de calor. Los resultados obtenidos se refieren a las magnitudes físicas de interés para el análisis del desempeño térmico del evaporador. Las magnitudes físicas obtenidas fueron la velocidad del aire, el coeficiente global de transferencia de calor, el número de unidades térmicas (NTU), el número de Nusselt, la efectividad térmica, la tasa de transferencia de calor y la temperatura de salida del aire. Los principales parámetros utilizados en el análisis fueron el número de tubos de calor, el número de aletas por tubo, la temperatura de saturación del fluido de trabajo (agua), la tasa de llenado del fluido de trabajo, las temperaturas de entrada del aire en el evaporador, la longitud del evaporador y los caudales másicos de aire. El trabajo analizado utilizó como referencia y objeto de comparación un estudio publicado en una revista internacional sobre un sistema de aire acondicionado para salas quirúrgicas, basado en una configuración de evaporador de flujo cruzado.
Descargas
Citas
SUKARNO, R.; PUTRA, N.; HAKIM, I. I.; RACHMAN, F. F.; MAHLIA, T. M. I. Multi-stage heat-pipe heat exchanger for improving energy efficiency of the HVAC system in a hospital operating room. International Journal of Low-Carbon Technologies, v. 16, p. 259–267, 2021. Advance Access publication: 22 jul. 2020. DOI: 10.1093/ijlct/ctaa048
HAKIM, I. I.; SUKARNO, R.; PUTRA, N. Utilization of U-shaped finned heat pipe heat exchanger in energy-efficient HVAC systems. Thermal Science and Engineering Progress, 2021. DOI: 10.1016/j.tsep.2021.100984
BARRAK, A. Heat pipes heat exchanger for HVAC applications. In: Heat Transfer – Design, Experimentation, and Applications. IntechOpen, 2021. DOI: 10.5772/intechopen.95530
GÓRECKI, G.; ŁĘCKI, M.; GUTKOWSKI, A. N.; ANDRZEJEWSKI, D.; WARWAS, B.; KOWALCZYK, M.; ROMANIAK, A. Experimental and numerical study of heat pipe heat exchanger with individually finned heat pipes. Energies, v. 14, p. 5317, 2021. DOI: 10.3390/en14175317
PUTRA, N.; ANGGORO, T.; WINARTA, A. Experimental study of heat pipe heat exchanger in hospital HVAC system for energy conservation. International Journal of Advance Science Engineering Information Technology, v. 7, n. 3, 2017. ISSN: 2088-5334. DOI: 10.18517/ijaseit.7.3.2135
JOUHARA, H.; CHAUHAN, A.; NANNOU, T.; ALMAHMOUD, S.; DELPECH, B.; WROBEL, L. C. Heat pipe based systems – advances and applications. Energy, v. 128, p. 729–754, 2017. DOI: 10.1016/j.energy.2017.04.028
JOUHARA, H.; ALMAHMOUD, S.; BROUGH, D.; GUICHET, V.; DELPECH, B.; CHAUHAN, A.; AHMAD, L.; SEREY, N. Experimental and theoretical investigation of the performance of an air to water multi-pass heat pipe-based heat exchanger. Energy, v. 219, 2021. DOI: 10.1016/j.energy.2020.119624
NOGUEIRA, É. Heat exchangers: analytical modeling and applications. São Paulo: Editora Dialética, 2025. ISBN: 978-65-270-6139-7 (físico), 978-65-270-6140-3 (e-book). DOI: 10.48021/978-65-270-6139-7
NOGUEIRA, É. Thermal performance in heat exchangers by irreversibility, effectiveness, and efficiency concepts using nanofluids. Journal of Engineering Sciences, v. 7, n. 2, p. F1–F7, 2020. DOI: 10.21272/jes.2020.7(2).f1
NOGUEIRA, É. Thermal and viscous irreversibilities in the heat exchanger of individually finned heat pipes using freon R404A as the working fluid. Mechanical Engineering Advances, v. 1, n. 1, p. 132, 2023. DOI: 10.59400/mea.v1i1.132
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Cadernos UniFOA
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Declaração de Transferência de Direitos Autorais - Cadernos UniFOA como autor(es) do artigo abaixo intitulado, declaro(amos) que em caso de aceitação do artigo por parte da Revista Cadernos UniFOA, concordo(amos) que os direitos autorais e ele referentes se tornarão propriedade exclusiva desta revista, vedada qualquer produção, total ou parcial, em qualquer outra parte ou meio de divulgação, impressa ou eletrônica, sem que a prévia e necessária autorização seja solicitada e, se obtida, farei(emos) constar o agradecimento à Revista Cadernos UniFOA, e os créditos correspondentes. Declaro(emos) também que este artigo é original na sua forma e conteúdo, não tendo sido publicado em outro periódico, completo ou em parte, e certifico(amos) que não se encontra sob análise em qualquer outro veículo de comunicação científica.
O AUTOR desde já está ciente e de acordo que:
- A obra não poderá ser comercializada e sua contribuição não gerará ônus para a FOA/UniFOA;
- A obra será disponibilizada em formato digital no sítio eletrônico do UniFOA para pesquisas e downloads de forma gratuita;
- Todo o conteúdo é de total responsabilidade dos autores na sua forma e originalidade;
- Todas as imagens utilizadas (fotos, ilustrações, vetores e etc.) devem possuir autorização para uso;
- Que a obra não se encontra sob a análise em qualquer outro veículo de comunicação científica, caso contrário o Autor deverá justificar a submissão à Editora da FOA, que analisará o pedido, podendo ser autorizado ou não.
O AUTOR está ciente e de acordo que tem por obrigação solicitar a autorização expressa dos coautores da obra/artigo, bem como dos professores orientadores antes da submissão do mesmo, se obrigando inclusive a mencioná-los no corpo da obra, sob pena de responder exclusivamente pelos danos causados.
