Estudio analítico de un tipo de modelo compartimental de intercambiadores de calor de tubos concéntricos

Abstract

"En este trabajo se discute la obtención del modelo de parámetros distribuidos, así como sus propiedades analíticas. Más aún, se desarrolla la obtención del modelo de orden 2 utilizando el LMTD como fuerza conductora y se analizan sus características dinámicas. Tales propiedades concuerdan con aquéllas del modelo de dimensión infinita. Esto nos hace concluir que el modelo de parámetros agrupados que se obtuvo es confiable con respecto a su comportamiento cualitativo. Esto es importante en casos en donde no son las soluciones cuantitativas sino el comportamiento cualitativo que importa, como en la modelación y simulación de redes de intercambiadores de calor y procesos industriales complejos donde los intercambiadores están involucrados. Por otro lado, se explora la idea de considerar una distribución en el término de acumulación, de modelos compartimentales N-celulares con N > 1."

"In this work, the development of the distributed parameter model is discussed, as well as its analytical properties. More importantly, those of a 2nd-order lumped-parameter model using the LMTD as driving force are derived and shown to agree with those of the former. The results developed in this work are intended to supply a solid support for the reliability on the use of the kind of simple compartmental model that is treated. This is specially addressed to works where it is not the quantitative solutions but the qualitative behavior that is important, like modelling and simulation of heat exchanger networks and complex industrial processes where heat exchangers are involved in. On the other hand, the idea to consider the bulk temperature to be the average among the inlet and outlet temperature at each fluid (for the accumulation term) on an N-cell compartmental model with N > 1 is explored."