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Título : Diseño y construcción de un prototipo de recuperador de calor por placas para calentamiento de aire para el Laboratorio de Energía de la Carrera de Ingeniería Mecánica
Autor : Cabrera Anda, Santiago Paúl
Cunalata Guachamboza, Oscar Vinicio
Palabras clave : RECUPERADOR DE CALOR
CALENTAMIENTO DE AIRE
VENTILADORES CENTRÍFUGOS
VENTILADORES DE RECUPERACIÓN DE ENERGÍA
VENTILADORES DE RECUPERACIÓN DE CALOR
MECANISMOS DE LA CONVECCIÓN
TRANSFERENCIA DE CALOR
RUEDA ROTATIVA
Fecha de publicación : ene-2021
Editorial : Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Resumen : This project was developed in order to recover the residual heat of the combustion gases, taking advantage of it for air heating. Information collection was done by reviewing functional characteristics, material types, and board configurations. Subsequently it began with the design of the ducts so that the flow circulates without complications, a detachable exchanger core was built allowing easy cleaning. The square configuration for airflow and trapezoidal for the flow of exhaust gases by way of forming ducts was determined on the plates, all in aluminium. For the supply of fresh air a low pressure centrifugal fan-extractor was chosen and to maintain the temperature glass mineral wool was placed, all these materials were selected according to criteria such as: cost, availability, thermal conductivity and flow rates. By means of calculations of forced convection in internal flow, the temperatures, speeds and pressure drop of the flows were determined, for validation a finite element analysis software was used to determine the increase in air temperature, being the inlet temperature of the exhaust flow, inlet temperature and fresh air flow rate of 105 degrees Celsius , 20 degrees Celsius and 20 meters per second, respectively; reaching an increase of 11.3 degrees Celsius and an output speed of 13 meters per second in the airflow. Experimental tests showed an air outlet temperature of 58 degrees Celsius with the following parameters, exhaust gas temperature at 90 degrees Celsius and 0.01 cubic meters per second, 7 meters per second and 20 degrees Celsius from fresh air. In addition, the crossflowing heat exchanger handles flow rates between: 0.01 to 0.05 cubic meters per second and temperatures between: 20 to 105 degrees Celsius.
Descripción : El presente proyecto se desarrolló con el fin de recuperar el calor residual de los gases de combustión, aprovechándolo para el calentamiento de aire. La recopilación de información se realizó mediante revisión de características funcionales, tipos de materiales y configuraciones de placas. Posteriormente se dio inicio con el diseño de los ductos para que el flujo circule sin complicaciones, se construyó un núcleo intercambiador desmontable permitiendo una limpieza fácil. En las placas se determinó la configuración cuadrada para el flujo de aire y trapezoidal para el flujo de gases de escape a razón de formar ductos, siendo todas en aluminio. Para el suministro de aire fresco se eligió un ventilador-extractor centrifugo de baja presión y para mantener la temperatura se colocó lana mineral de vidrio, todos estos materiales se seleccionaron de acuerdo a criterios como: costo, disponibilidad, conductividad térmica y caudales. Mediante cálculos de convección forzada en flujo interior se determinó las temperaturas, velocidades y caída de presión de los flujos, para su validación se utilizó un software de análisis por elementos finitos logrando determinar el incremento de temperatura del aire, siendo la temperatura de entrada del flujo de gases de escape, temperatura de entrada y velocidad del flujo de aire fresco de 105 grados centígrados, 20 grados centígrados y 20 metros por segundo, respectivamente; alcanzando un incremento de 11.3 grados centígrados y una velocidad de salida de 13 metros por segundo en el flujo de aire. Las pruebas experimentales mostraron una temperatura de salida del aire de 58 grados centígrados con los siguientes parámetros, temperatura de gases de escape a 90 grados centígrados y 0.01 metros cúbicos por segundo, 7 metros por segundo y 20 grados centígrados del aire fresco. Además, el intercambiador de calor de flujo cruzado maneja caudales entre: 0.01 a 0.05 metros cúbicos por segundo y temperaturas entre: 20 a 105 grados centígrados.
URI : https://repositorio.uta.edu.ec/jspui/handle/123456789/32047
Aparece en las colecciones: Ingeniería Mecánica

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