Independencia de malla en tubos torsionados para intercambio de calor: caso de estudio

La dinamica de fluidos computacional (Computational Fluids Dynamics – CFD) ha sido util para la prediccion del desarrollo dinamico y termico en intercambiadores de calor de tubos curvados y torsionados, tal como lo hizo Zachar en 2010 cuando investigo la doble mejora del curvado y una vena corrugada helicoidal que simulaba la insercion de un resorte al interior del tubo, pero geometrias comerciales como Turbotec® no han sido investigadas. Ademas, varias herramientas comerciales para la generacion de malla estan disponibles, sin embargo, el efecto que la calidad y el numero de elementos tienen en la solucion y el aumento del costo de computo, obliga a equilibrar la precision con los recursos computacionales disponibles. Esta investigacion busco la discretizacion del volumen de control de intercambiadores mejorados realistas, para su posterior uso en el desarrollo numerico de correlaciones para dimensionamiento y seleccion. Luego de una evaluacion del estado del arte y del desarrollo geometrico de los volumenes de control con las herramientas CAD SolidEdge® y DesignModeler®, se empleo la herramienta Meshing® de ANSYS Workbench® para el mallado, evaluando los metodos y las configuraciones globales y locales de malla, para su generacion y la verificacion de metricas; se desarrollaron estudios de independencia de malla para dos geometrias de intercambiadores, evaluando la incidencia de la calidad y el numero de elementos en la convergencia del Numero de Nusselt, y se validaron con resultados experimentales disponibles en la literatura. Como resultado principal se seleccionaron las mejores mallas para el estudio numerico de cada geometria y se valido la metodologia propuesta. Los resultados de simulacion son influenciados por la calidad del mallado, entre otros parametros; todos deben ser evaluados antes de emplear dichos resultados en la toma de decisiones, y es necesario usar resultados experimentales para dicha validacion.