Tutorial de Transferencia de calor

Tutorial de Transferencia de calor

Usando el Ansys-Fluent

Intercambiador de calor de doble Tubo

Jorge Araya Tapia

1. Iniciar ANSYS Workbench

• Dirigirse a Menu/All Programs/Simulation/ANSYS 12.1/Workbench.

• Aparecerá un menú de herramientas situado en la parte izquierda de la pantalla, hacer doble click a Fluid Flow (Fluent). Un proyecto aparecerá ahora en la ventana de esquema de proyecto Workbench.

• Haga click en Fluid Flow (Fluent) bajo del Esquema de proyectos y seleccione cambiar nombre, luego se ingresa double-pipe, este será el nombre que va a tener el proyecto.

• Ahora haga click en el boton Save en la barra de menú para guardar el proyecto. Aparecerá una ventana Save As en la pantalla. Indtruducir el nombre double-pipe-workbench en File name como nombre del workbench y hacer click en el boton Save. Un nuevo archivo de douple-pipe-workbench.wbpj se añadirá a Files.

• El entorno de trabajo por defecto para la geometría es el 3-D. Así que no es necesario ninguna medida para esto.

2. Creación de la geometría

• En la parte que dice Project Schematic, hacer doble click en Geometry.Este abrirá el ANSYS DesignModeler (Este será parecido a un logo con un DM verde).

• Seleccione centímetros como el tipo de unidad, y haga click en OK.

• En la parte del Tree Outline, apretar el click derecho en YZPlane y seleccionar Look At. Esto orienta la vista sea normal al plano XY para la vista en 2-D.

• Hacer clic en New Sketch desde la herramienta Plane/Sketch. (puede encontrar el nuevo croquis al mover el cursor del ratón). Crear un Sketch1 en el plano YZ.

• Repetir este paso tres veces para crear los Sketch2, Sketch3, and Sketch4

• Seleccionar el Sketch1, y hacer clic en la pestaña de dibujo en la parte inferior de tree outline.

• Hacer clic en Settings,luego en Grid, y seleccionar Show in 2D y Snap. Donde dice Major Grid Spacing ingresar 2.54 cm, y en Minor-Steps per Major ingresar 20 cms. Esto define la cuadrícula grande para ser de 2.54 cm, y la rejilla pequeña va a ser de 20 cms.

• Luego hacer click en Draw, y seleccionar Arc by Center. Puede desplazarse hacia abajo de la barra de desplazamiento. Hacer click en el origen (0,0) para definir el centro del círculo, a continuación, haga click en el eje Y para definir el inicio del arco, luego el eje Z para definir el final.

• Seleccionar Line desde el menú Draw desplazándose hacia arriba bajo las cajas de herramientas de esbozo Haga click en uno de los extremos del arco y, a continuación, haga click en el origen para formar una línea. Repita este proceso para formar un cuarto de círculo cerrado.

• Hacer clic en Dimensions, luego Radius. Seleccione el arco en la ventana de gráficos, a continuación, haga clic de nuevo para colocar la cota.

• En la parte de Details View, cambiar el valor de R1 a .6.9215 cms.

• En la ventana de Sketching Toolboxes, hacer click en Modeling.

• Seleccionar Sketch2, y volver la la ficha de Sketching.

• Usando el Arc by Center, crear dos arcos en forma similar como el Sketch1. El segundo arco debe ser mayor para evitar la confusión.

• Seleccionar Line, y conectar ambas puntos de los extremos de los arcos.

• Dirigirse a Dimensions, luego a Radius. Crear dimensiones radiales de los dos arcos en Sketch2, empezando con el arco más interior.

• En Details View, ingresar R2=6.9215 y R3=7.9.

• Seleccionar Sketch3 desde el Modeling y volver al Sketching.

• Crear dos arcos con el mismo método, unir usando Line, e ingresar R4=7.9 y

R5=9.9695 en Details View.

• Seleccionar Sketch4 desde el Modeling y volver al Sketching.

• Crear dos arcos con el mismo método, unir usando Line, e ingresar R4=9.9695 y

R5=11.113 en Details View.

• Regresar al Modeling.

• La pantalla a continuación debe quedar así:

• Seleccionar el Sketch1, a continuación seleccionar Extrude desde el 3D Features. Se va a crear Extrude1 con un símbolo de ampolleta de luz bajo la ventana de Tree Outline.

• Cambiar el Depth to 100 cms bajo la Details View.

• Hacer click en Generate, y a continuación en Iso. Se debe ver la sección más interna extruida en la dirección X positiva.

• Seleccionar Sketch2, a continuación seleccionar Extrude desde la barra de herramientas de 3D Features.

• Cambiar en Operation a Add Frozen en Details View. Asegúrese de que el Depth es 100 cms. El Add Frozen permite crear un organismo independiente sin fusionar.

• Para los Sketches 3 y 4, repetir el comando Extrude asegurándose de usar la opción de Add Frozen.

• Hacer click en la bola en el centro de los ejes de coordenadas para ver la vista isométrica. Usar el zoom de la barra de herramientas, y ampliar la parte final de la tubería haciendo click y arrastrando, como se muestra en la siguiente figura.

• Verificar en el Tree Outline que diga 4 Parts 4 Bodies, y ampliar el listado.

Hacer click en el primer cuerpo de los cuatro que hay.

• En Details View, cambiar el nombre del cuerpo a inner_fluid y cambiar Fluid/Solid a Fluid.

• Seleccionar el nombre del segundo cuerpo a inner_pipe, y cambiar Fluid/Sold como

Solid.

• Seleccionar el tercer cuerpo, cambiar el nombre a outer_fluid, y cambiar Fluid/Sold a Fluid.

• Seleccionar el cuarto cuerpo, cambiar el nombre a outer_pipe, y cambiar Fluid/Sold como Solid.

• Mantener la tecla Ctrl apretada, seleccionar los cuatro cuerpos ya , y hacer click derecho en ellos. Seleccionar Form New Part.

• Ir a File, cerrar el DesignModeler.

• Guardar el Workbench.

3. Creación del mallado

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