Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio de regeneradores térmicos

Abstract

RESUMEN: En el presente artículo, muestra los resultados logrados durante la simulación de un regenerador térmico de lecho poroso empacado, sometido a convección forzada transitoria y su respectiva verificación experimental. Para visualizar la aplicación de la Dinámica de Fluidos Computacional (en inglés Computational Fluid Dynamics, CFD) en regeneradores de calor, se realiza un estudio detallado de los elementos que conforman la malla; analizando su distribución, tamaño y respectivo efecto sobre la precisión de los resultados. Se establecen las simplificaciones y alcances de los modelos empleados. Se comprueba la veracidad de los resultados obtenidos, mediante la validación experimental de estos en un modelo físico idéntico al empleado durante la simulación. Estas etapas permitieron observar que el comportamiento exponencial de la temperatura en los elementos empacados durante el periodo de calentamiento, fue idéntico al observado por Mejía. Los resultados obtenidos aquí, verifican la capacidad de la CFD para el estudio de los regeneradores térmicos.

ABSTARCT: In this article, results obtained by simulating a packed bed under unsteady forced convection and their experimental verification are shown. To visualize Computational Fluid Dynamics (CFD) application in thermal regenerators, a detailed study of mesh conformating elements is done by analyzing distribution, size and effect on precision results. Additionally, simplifications and bounds of the study are established. Finally, results accuracy is corroborated by experimental validation in a physical model like the simulated one. After following these steps, it is observed that packed solids temperature has an exponentially behavior identical to observed by Mejía in his previous work. Regarding simulation results obtained by this work, CFD ability to study packed beds under unsteady forced convection is verified.