Calentador De Agua

Universidad Nacional Experimental Politécnica
Antonio José De Sucre
Departamento De Ingeniería Mecánica
Dirección De Investigación Y Postgrado
Vicerrectorado De Puerto Ordaz

SIMULACION TRIDIMENSIONAL DEL FLUJO DE FLUIDO
EN UN CALENTADOR ELECTRICO DE RESISTENCIA

Virginia Herrera
Henry Rivero

Universidad Nacional Experimental Politécnica
Antonio José De Sucre
Departamento De IngenieríaMecánica
Dirección De Investigación Y Postgrado
Vicerrectorado De Puerto Ordaz

Contenido
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Objetivos
Introducción
Modelo Matemático
Resultados
Conclusiones

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Objetivo General:
•
Determinar la potencia eléctrica necesariapara que el agua a la salida tenga
una temperatura de 70°C si esta entra a 25°C.
Objetivos Específicos:
• Descripción del comportamiento del flujo de fluido en el calentador de agua.
• Construir la curva de potencia eléctrica, caída de presión y eficiencia vs el caudal,
para los valores de velocidad de entrada Uent={0,5;1,0;1,5;2,0;2,5;3,0;3,5 y 4}m/s
• Elaborar modelo matemático del fenómeno queocurre en el interior del calentador
de agua y su estructura.

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Introducción

Figura 1: Corte longitudinal del calentador de agua

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DESCRIPCION
La velocidad de entrada varia desde 0,5m/s
gradualmente hasta 4m/s
Entrada del fluido
(Agua a 25°C)

Resistencias eléctricas
Salida
del
(Agua a 70°C)

fluido

Figura 2: Calentador de agua tridimensional (1/4 de la geometria completa)

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Modelo del mallado Tridimensional
Modelo de elementos
isoparamétrico del tipo
tetraédricos.
Tamaño del elemento para el
volumen del cuerpo del calentador
es 5mm y para el volumen de las
resistencias es 2mm.
La opción de capa limite utilizada
fue first layer thickness de 0,2mm
de altura y 8 capasmaximo para
cada volumen.
Figura 3: Modelo en elemento finito 3D

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Se define las zonas donde
se aplicarán las CB. Para
esto se selecciona cada
superficie con el click
izquierdo (cuando se
requiere seleccionar mas
de unasuperficie se
presiona la tecla CTRL),
luego se presiona el click
derecho y en la pestaña
Create Named Selection
presiona el click izquierdo.
En el cuadro de defina el
nombre de la superficie y
luego presione OK.

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ModeloMatemático
Entrada:

Pared:

Vz =0

Vz =0

Vy =0.5m/s

Vy =0

Vx =0

Vx =0

T = 25°C

Salida:
P=0
Resistencias:
P=????
Figura 4 : Condiciones de contornos para el fluido

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Modelo Matemático
• El régimen es estacionario y turbulento.El modelo de
turbulencia es el de κ y ɛ normal.
• Las propiedades del agua liquido se toman constantes con la
temperatura.
• Se desprecia la radiación.

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Se define el tipo de análisis presionado
En el cuadro de diálogo...