Estrategias de cálculo de intercambiadores de calor por medio del método de los volúmenes finitos. Parte 1: desarrollo de la formulación

En el presente artículo se muestra el desarrollo de una estrategia de cálculo para la simulación del campo del flujo en intercambiadores de calor siguiendo la metodología de los volúmenes finitos utilizando una formulación uno-dimensional. El método aplicado consiste en establecer las ecuaciones de conservación de la masa, energía y cantidad de movimiento a un elemento diferencial en cada una de las corrientes involucradas en el sistema a analizar. Tales ecuaciones, se integran a lo largo del intercambiador de calor, que junto con las ecuaciones de estado, y las ecuaciones que permiten evaluar ciertos parámetros empíricos, constituyen un sistema de ecuaciones no lineales a resolver. En este artículo se presenta un estudio sobre el uso de las estrategias de integración del sistema de ecuaciones secuencial paso a paso, solución simultánea, y el método SIMPLE y su influencia en el error y el tiempo de cálculo. Los resultados indican que el método de cálculo más efectivo en tiempo de cómputo y con error más pequeño es el método secuencial asumiendo que la temperatura de pared es constante.