Estudio numérico sobre transferencia de calor en tuberías con flujo pulsante

Abstract

Este trabajo de fin de grado (TFG) presenta un análisis numérico sobre transferencia de calor dentro de una tubería con flujo laminar, donde la velocidad del fluido sigue un patrón senoidal (conocido como flujo pulsante senoidal). El objetivo principal de este estudio ha sido examinar cómo las variaciones en la amplitud y frecuencia de esta onda senoidal impactan en la cantidad de calor que el fluido puede transportar en comparación con un flujo constante sin pulsaciones. Las simulaciones realizadas han revelado que existe un pequeño rango de frecuencias y amplitudes en el cual la transferencia de calor experimenta un ligero aumento en comparación con un flujo constante (este aumento es siempre inferior al 3%). No obstante, en un amplio rango de frecuencias y amplitudes, se observa una reducción significativa en la transferencia de calor en comparación con el flujo no pulsante. Esta reducción puede ser considerable, llegando a superar el 70% para valores elevados de la amplitud y frecuencia. Además, se ha demostrado que las combinaciones específicas de frecuencias y amplitudes que conducen a un aumento en la transferencia de calor están relacionadas con velocidades promedio cercanas a la pared de la tubería que son mayores que las del caso sin pulsaciones. Por otro lado, las combinaciones que resultan en una disminución de la transferencia de calor muestran velocidades promedio cercanas a la pared más bajas que en el caso de un flujo constante sin pulsaciones.