Diseño y simulación de un intercambiador de calor geotérmico empleando el módulo Flow Simulation de SolidWorks [recurso electrónico] / Daniel Alfonso Huape Bermúdez ; director, Fernando Lara Chávez ; codirector, Arilí Cárdenas Robles
Tipo de material:
TextoDetalles de publicación: Mexicali, Baja California, 2025Descripción: 1 recurso en línea, 80 p. ; il. col., gráficas, fotsTema(s): Intercambiadores de calor -- Tesis y disertaciones académicas | Intercambiadores de calor: diseño y construcción -- Tesis y disertaciones académicas | Intercambiadores de calor: dinámica de fluidos -- Tesis y disertaciones académicasClasificación LoC:TJ263 | H83 2025Recursos en línea: Tesis digital
Nota de disertación: Tesis (Ingeniería) - - Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Ingeniería, Mexicali, 2025 Resumen: En la actualidad, los intercambiadores de calor convencionales son fundamentales
en la industria para procesos de calentamiento y enfriamiento entre dos fluidos. Sin
embargo, la eficiencia de la transferencia de calor está a menudo limitada por la
diferencia de temperatura entre el sistema y el medio circundante. En respuesta a
la necesidad de mejorar la eficiencia y los beneficios que esto conlleva, se han
explorado nuevas alternativas como lo son los intercambiadores de calor
geotérmicos.
En el presente trabajo se evalúa un intercambiador de calor geotérmico tipo U,
utilizando el software de simulación CFD SolidWorks Flow Simulation para estimar
su comportamiento térmico, en donde el enfoque principal fue la estimación de los
perfiles térmicos en un intercambiador de calor geotérmico para aplicaciones de
baja entalpía.
La simulación se realizó durante 12,000 s con agua como fluido de trabajo y una
profundidad del intercambiador de 24 metros. Se consideró una temperatura de
entrada constante del fluido de 35.52 ̊C a lo largo de la simulación, donde la
temperatura de salida fue de 31.46 ̊C, En el tiempo 3,000 s de simulación, la
temperatura del fluido fue de 30.25, sin embargo, siendo esta la temperatura más
baja registrada, a partir de ese instante el fluido empezó a disipar el calor en menor
medida en consecuencia a la saturación de calor en el subsuelo.
Respecto a la comparativa efectuada del modelo planteado en este trabajo con
datos experimentales en un tiempo de 2,280 s, la temperatura de salida del fluido
en la simulación fue de 30.31 ̊C, presentando una variación de 0.06 ̊C respecto a la
experimental. De acuerdo a los resultados obtenidos, la herramienta de simulación
CFD fue capaz de predecir el comportamiento térmico del intercambiador de calor
geotérmico. En futuros trabajos se recomienda realizar un estudio paramétrico que
permita cuantificar la ganancia o pérdida de calor del intercambiador, evaluando
aspectos tales como profundidades, materiales, diámetros y espesores del
intercambiador, así como flujo másico y conductividades térmicas del subsuelo.
| Tipo de ítem | Biblioteca actual | Colección | Signatura | Copia número | Estado | Fecha de vencimiento | Código de barras |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tesis | Biblioteca Central Mexicali | Colección de Tesis | TJ263 H83 2025 (Browse shelf(Abre debajo)) | 1 | Disponible | MXL125440 |
Ingeniería Mecánica
Tesis (Ingeniería) - - Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Ingeniería, Mexicali, 2025
Incluye referencias bibliográficas.
En la actualidad, los intercambiadores de calor convencionales son fundamentales
en la industria para procesos de calentamiento y enfriamiento entre dos fluidos. Sin
embargo, la eficiencia de la transferencia de calor está a menudo limitada por la
diferencia de temperatura entre el sistema y el medio circundante. En respuesta a
la necesidad de mejorar la eficiencia y los beneficios que esto conlleva, se han
explorado nuevas alternativas como lo son los intercambiadores de calor
geotérmicos.
En el presente trabajo se evalúa un intercambiador de calor geotérmico tipo U,
utilizando el software de simulación CFD SolidWorks Flow Simulation para estimar
su comportamiento térmico, en donde el enfoque principal fue la estimación de los
perfiles térmicos en un intercambiador de calor geotérmico para aplicaciones de
baja entalpía.
La simulación se realizó durante 12,000 s con agua como fluido de trabajo y una
profundidad del intercambiador de 24 metros. Se consideró una temperatura de
entrada constante del fluido de 35.52 ̊C a lo largo de la simulación, donde la
temperatura de salida fue de 31.46 ̊C, En el tiempo 3,000 s de simulación, la
temperatura del fluido fue de 30.25, sin embargo, siendo esta la temperatura más
baja registrada, a partir de ese instante el fluido empezó a disipar el calor en menor
medida en consecuencia a la saturación de calor en el subsuelo.
Respecto a la comparativa efectuada del modelo planteado en este trabajo con
datos experimentales en un tiempo de 2,280 s, la temperatura de salida del fluido
en la simulación fue de 30.31 ̊C, presentando una variación de 0.06 ̊C respecto a la
experimental. De acuerdo a los resultados obtenidos, la herramienta de simulación
CFD fue capaz de predecir el comportamiento térmico del intercambiador de calor
geotérmico. En futuros trabajos se recomienda realizar un estudio paramétrico que
permita cuantificar la ganancia o pérdida de calor del intercambiador, evaluando
aspectos tales como profundidades, materiales, diámetros y espesores del
intercambiador, así como flujo másico y conductividades térmicas del subsuelo.
