Elaboración de un software para el diseño de intercambiadores de calor

Abstract

Debido al rápido avance de la tecnología computacional de los últimos años, existe en la actualidad un creciente interés de disponer de programas que permitan generar soluciones a los problemas típicos de ingeniería de forma confiable y en el menor tiempo posible. Es por ello que el objetivo principal de este trabajo fue elaborar un software bajo ambiente Windows que permitiera, de manera amigable, sencilla y con una orientación inclusive hacia el área docente, diseñar intercambiadores de calor del tipo: doble tubo, carcasa y tubos y finalmente de placas. El procedimiento de cálculo automatizado, consta de 9 formularios, 1 modulo y 3 DataReport, diseñadas en el lenguaje de programación Visual Basic 6.0, para el diseño térmico de los intercambiadores de calor antes mencionados. El software está hecho como un software abierto, lo que permite el acceso al código fuente, para ser actualizado, mejorado y extendido en un futuro. La elaboración de dicho software se efectuó en dos grandes etapas: Una primera en la que se elaboró la base de datos en Access donde se implementó las propiedades fisicas de los fluidos, conductividad de materiales, dimensiones de tuberías y características de placas, mientras que en la segunda etapa se construyeron las ventanas de la interfaz con el usuan.o y se elaboraron las rutinas de programación necesarias para la corrida del programa. Se utilizó el método Kem para el diseño de intercambiadores doble tubo y carcasa y tubos, y el método Chester & Jensen para el diseño de intercambiadores de placas. La validación del programa se realizó a través de datos obtenidos de la bibliografia especializada y de hojas de especificación reales (data sheets). Los resultados obtenidos para la mayoría de los casos estudiados en la validación, reportan porcentajes de desviación menores al 30 %, confirmando que el programa es aplicable y confiable, siempre y cuando se respeten los criterios de diseño de cada uno de los métodos empleados. El software tiene algunas limitaciones, debido a lo extenso y complejo que son los procesos de transferencia de calor, pero que pueden ser complementados en proyectos futuros, donde se mejore la presente versión. Entre las limitaciones más generales, se tiene que el software solo trabaja con procesos sin cambios de fase, carece de modelos termodinámicos para estimar mezcla de líquidos, y por último, se emplea un solo método de estudio para intercambiadores de doble tubo, carcasa y tubos e intercambiadores de placas. Adicionalmente, el software cuenta con un manual elaborado con la finalidad de que el usuario pueda familiarizarse de una manera más rápida con todo el contenido del mismo. En conclusión, este software constituye una herramienta útil para la enseñanza del diseño de estos tipos de intercambiadores, permitiendo con su uso una enseñanza más dinámica, donde se podrá invertir más tiempo en el análisis e interpretación de los problemas relacionados con el intercambio de calor.