Estudio sobre la influencia de la relación de diámetros en la eficiencia de un Tubo Vortex

• Autores: Penillas, Juan Manuel; Suárez, Felipe; Mariani, Néstor Javier
• Año de publicación: 2023
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: documento de conferencia
• Materia: Ingeniería; Tubo Vortex; Análisis paramétrico; Recirculación; Eficiencia energética
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

El tubo del vórtice de Ranque-Hilsch (TVRH) es un dispositivo mecánico sin partes móviles que permite generar, a partir de un fluido a presión, dos corrientes a diferentes niveles de temperatura. La gran mayoría de estudios experimentales realizados sobre el TVRH reportados en la bibliografía abierta se llevaron a cabo en dispositivos de una marca comercial. De igual manera, se utilizaron las dimensiones y características constructivas de estos tubos para constituir modelos CFD a fin de estudiar la fluidodinámica dentro del dispositivo. En parte de estos estudios experimentales, se señala una caída en la eficiencia del dispositivo en ciertos rangos de operación. Mientras que, en las simulaciones, se reporta la existencia de una zona de reflujo en la salida correspondiente a la corriente fría en los mismos rangos de operación para los cuales se deteriora la eficiencia. En este contexto, se propone emplear un modelo CFD simple, validado previamente, para estudiar la influencia de la relación de diámetros (diámetro de salida de la corriente fría sobre el nominal el tubo, Dc⁄D) en la eficiencia del TVRH y vincularla con la generación del reflujo. Para ello se parte de una geometría conocida (Dc⁄D=0.54), correspondiente a un TVRH marca EXAIR® previamente estudiado y se varía la relación de diámetros. Al estudiar el dispositivo para distintos diámetros de salida de la corriente fría (0.3≤Dc⁄D≤0.7), se logró identificar la zona de recirculación en el rango 0.49≤Dc⁄D≤0.7. Paralelamente, se cuantificó el efecto de la relación de diámetros sobre la eficiencia del dispositivo y se determinó la existencia de una relación de diámetros que maximiza la eficiencia a Dc⁄D=0.44.
Facultad de Ingeniería