Análisis exergético comparativo entre intercambiadores de calor // A comparative exergetic analysis of compact heat exchangers

Abstract

Los intercambiadores de calor son equipos de importancia primordial en la industria y enaplicaciones domésticas en general. El trabajo está relacionado con el area de la intensificacion de latransferencia de calor en intercambiadores de calor compactos y la comparación entre diferentestipos de superficies intensificadas. La comparación es realizada a partir del análisis de la exergíadestruída por la superfície de intercambio como resultado de las perdidas por fricción y delintercambio térmico entre cuerpos con diferencia finita de temperaturas. El análisis de Segunda Leyde la Termodinámica permite identificar en que superfície de intercambio se genera mas entropía.Como resultado fundamental se obtiene la dependencia entre la exergía destruída y elespaciamiento transversal para una superfície formada por una fila de tubos elipticos a diferentesvalores del numero de Reynolds. Se identifica al intercambio térmico como la de mayor aporte a laentropía generada. Finalmente se demuestra la viabilidad de la intensificación de la transferencia decalor empleando generadores de vórtices en intercambiadores de calor.Palabras claves: generadores de vórtices, intecambiadores de calor compactos, tubos elípticos, exergía.__________________________________________________________________AbstractThe heat exchangers are important devices in both industry and household applications. This work isabout heat transfer enhancement in heat exchangers surface. Many heat transfer enhancementtechniques can be applied and then a comparative tool is needed to evaluate its performance.Thermodynamics is one of these tools and the exergetic analysis can be applied to heat exchangersurfaces. The exergy destroyed because both of thermal exchange between bodies with differenttemperatures and destroyed by friction drag is calculated. These results are used to compare heatexchanger surfaces. Heat exchanger surfaces in smooth configuration and the same surfaces usingvortex generator as enhancement technique were compared. Results show the relationship betweengenerated entropy, transversal pitch and Reynolds number. The technique employed was very usefuland the advantage of using vortex generator on heat exchanger surfaces was proved.Key words: vortex generators, compact heat exchanger, elliptical tubes, exergy.