| Journal: | Facultad de Ingeniería - Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia |
| Database: | PERIÓDICA |
| System number: | 000441611 |
| ISSN: | 0121-1129 |
| Authors: | Toapanta Ramos, Fernando1 González Rojas, Luis1 Calero, Elmo1 Calderón, Bryan1 Quitiaquez, William1 |
| Institutions: | 1Universidad Politécnica Salesiana, Cuenca, Azuay. Ecuador |
| Year: | 2020 |
| Season: | Ene-Mar |
| Volumen: | 29 |
| Number: | 54 |
| Country: | Colombia |
| Language: | Inglés |
| Document type: | Artículo |
| Approach: | Experimental, aplicado |
| Spanish abstract | El presente trabajo tiene como objetivo estudiar el comportamiento de un intercambiador de calor de tubo helicoidal y coraza, para el enfriamiento del mosto en el proceso de elaboración de cerveza artesanal con agua fría, mediante la metodología de dinámica de fluidos computacional (CFD) por volúmenes finitos para el modelado del intercambiador de calor. Esto utilizando el software Fluent de ANSYS, mismo que nos permite comprender el fluido a través de ecuaciones que describen su movimiento y su comportamiento, mediante métodos numéricos y técnicas computacionales. En la convergencia de malla se manejaron dos métodos, ortogonalidad y oblicuidad, en los que se corroboró que el mallado es ideal en las simulaciones que se realizaron. Para la simulación se empleó el modelo de turbulencia k-épsilon y el modelo de energía. Por medio de varias simulaciones se obtuvo que, mediante la variación del flujo másico del mosto, se obtienen mejores resultados en la reducción de temperatura de salida, donde existe una variación de 15.16 °C. Por otro lado, variando la temperatura de entrada del agua, existe apenas una variación de 2.71 °C a 0.01 °C. Por lo tanto, se encontró una mejora significativa en el funcionamiento del intercambiador de calor. De la misma forma, se confirmó que el número de espigas en el intercambiador de calor es el adecuado, ya que con menos no se alcanzaría la temperatura de salida |
| English abstract | The objective of the present work is to study the behavior of a helical tube and shell heat exchanger, for the cooling of the wort in the process of making craft beer with cold water, through the methodology of computational fluid dynamics (CFD) by finite volume models for heat exchanger modeling. This by using the ANSYS Fluent software, which allows to understand the behavior of the fluid through equations that describe their movement and behavior, using numerical methods and computational techniques. In the mesh convergence, two methods were used, orthogonality and obliquity, with which it was confirmed that the meshing is ideal in the simulations that were carried out. For the simulation, the k-epsilon turbulence model and the energy model were used. Through various simulations, it was obtained that by varying the mass flow, better results are reducing the outlet temperature, with a variation of 15.16 °C, while varying the inlet temperature of the water, there is just a variation from 2.71 °C to 0.01 °C. Therefore, a significant improvement in the performance of the heat exchanger was found. In the same way, it was confirmed that the number of spikes in the heat exchanger is adequate, since the outlet temperature would not be reached with less spikes |
| Disciplines: | Química, Ingeniería |
| Keyword: | Química de alimentos, Ingeniería química, Fermentaciones, Cerveza artesanal, Dinámica de fluidos computacional (CFD), Intercambiadores de calor, Enfriamiento, Mosto, Tubos helicoidales |
| Keyword: | Food chemistry, Chemical engineering, Fermentation, Computational fluid dynamics (CFD), Heat interchangers, Cooling, Helical tubes, Wort |
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