Desarrollo de una metodología para el diseño y la caracterización de regeneradores térmicos tipo Honeycomb

Abstract

RESUMEN: En este estudio, se propone una metodología para el diseño y la caracterización de regeneradores térmicos tipo honeycomb o panal de abeja, empleando el software de dinámica de fluidos computacional FLUENT, para la obtención de perfiles de temperatura, y empleando correlaciones para relacionar los resultados numéricos con indicadores de desempeño como efectividad y tasa de recuperación de calor. Adicionalmente, se determinan parámetros térmicos relevantes, como el coeficiente convectivo de transferencia de calor y el NTU mediante correlaciones empíricas. Esta metodología presenta un bajo costo computacional y permite la selección de los regeneradores a partir de geometrías comerciales disponibles. Se aplicó la metodología a la caracterización de un regenerador con 400 celdas por pulgada cuadrada (CPSI), adscrito a un quemador auto regenerativo, y los resultados se compararon con mediciones experimentales, obteniéndose una buena aproximación.

ABSTARCT: In this study, a methodology for designing and characterizing honeycomb thermal regenerators is proposed, using the Computacional Fluid Dynamic CFD software FLUENT to obtain temperature profiles and correlations for relating numerical results with performance indicators such as effectiveness and heat recovery rate. Additionally, relevant thermal parameters such as convective coefficient of heat transfer and NTU are determined using empirical correlations. This methodology has a low computational cost and allows the selection of regenerators from commercially available geometries. The methodology was applied to the characterization of a 400 cells per square inch (CPSI) regenerator embebed in a selfregenerative burner. Results were compared with experimental data and a good approximation was obtained.