Desarrollo y validación de un modelo mejorado de cálculo de transferencia de calor para tubos rugosos

Abstract

Se presenta un método mejorado para el cálculo de la transferencia de calor en el interior de tubos rugosos. El modelo se ha obtenido a partir de una segunda evaluación desarrollada anteriormente por los autores sobre el flujo de fluidos en una sola fase en el interior de tubos rugosos. La correlación propuesta se ha verificado mediante comparación con un total de 1 666 datos experimentales disponibles de 34 fluidos diferentes, entre los que se incluyen aire, gases, agua y líquidos orgánicos. El modelo propuesto cubre un rango de validez para el número de Prandtl que va de 0,65 a 4,52 x 104, valores del número de Reynolds de 2,4 x103 a 8,32 x106, un rango de rugosidad relativa de 5 x10-2 a 2 x10-6 y una relación de viscosidad de 0,0048 a 181,5. El modelo propuesto proporciona una buena correlación para 104≤Re y Re<104, con un error medio del 18,3% para el 70,4% de los datos y del 16,6% para el 74,8% de los datos, respectivamente. El método presenta una concordancia satisfactoria con los datos experimentales en cada intervalo evaluado; por tanto, el modelo puede considerarse suficientemente preciso para su aplicación práctica. Actualmente, en la literatura técnica disponible, se desconoce un método con características similares.