Simulación Numérica y Análisis del Proceso de Conformado para Tubos de Intercambiadores de Calor Torcidos con Perfil Estrellado

e413

Resumen

La mejora de la eficiencia de los intercambiadores de calor es crucial para la conservación de recursos en industrias como la ingeniería térmica y la metalúrgica. Este estudio propone un novedoso proceso de fabricación para tubos torcidos con perfil estrellado, combinando el estirado a través de una matriz perfilada con el torcido, para así aumentar la transferencia de calor al incrementar el área superficial e inducir la mezcla del flujo. El proceso supera las limitaciones de los métodos tradicionales, como el rolado, logrando una alta precisión del perfil y permitiendo la producción en una sola pasada. El modelado por elementos finitos y el análisis de plasticidad optimizaron el perfil del tubo, reduciendo el grado de utilización de la plasticidad (ω) hasta en un 70% con una relación de radio cresta-valle de 1:2.2. Además, este proceso tiene el potencial de mejorar las propiedades de transferencia de calor, simplificar la fabricación y ampliar las opciones de materiales. Esto viabiliza el uso de materiales de baja plasticidad (por ejemplo, titanio, aceros resistentes a la corrosión) sin tratamiento térmico intermedio, aumentando la productividad y la versatilidad del material. El proceso propuesto maximiza la eficiencia del intercambiador de calor, a la vez que simplifica la fabricación, ofreciendo un potencial significativo para diseños avanzados de intercambiadores.