Evaluación del impacto de la formación de biofouling en un intercambiador de calor mediante simulaciones CFD

Abstract

El empleo de la dinámica de fluidos computacional (CFD) es un método contemporáneamente usado de forma generalizada para realizar simulaciones y cálculos tanto en el área de las empresas privadas como en la investigación universitaria. Una de estas áreas de investigación son los graves efectos producidos en la eficiencia de, sobre todo, sistemas marinos debido al crecimiento de Biofouling al usar agua salada en el área de refrigeración de sistemas auxiliares y, obviamente, en todo tipo de intercambiador de calor que use agua de mar como refrigerante. La creación de capas de Biofouling altera de muy elevada magnitud el grado de intercambio de calor, por tanto, se quiso usar el método de los CFDs para realizar un análisis, usando datos obtenidos de forma experimental, para verificar el uso del programa ANSYS Fluent para futuros cálculos y simulaciones teóricas tanto en el área de crecimiento de capas de Biofouling como de biofouling en general, aparte de una comparación de resultados usando CFDs de diferentes programas, enfoques, métodos turbulentos y formas de simulación. Este análisis es un proyecto en marcha, relativamente basto, pero suficientemente eficaz como para conformar y aportar datos más que suficientes para conformar un Trabajo Fin de Grado y poder continuar esta línea de investigación en un futuro. Palabras Clave: Biofouling, CFD, ANSYS Fluent, Turbulencia, Intercambio de Calor.

The use of Computational Fluid Dynamics (CFD) is a contemporarily widespread method for simulations and calculations in both private industry and university research. One area of research involves the significant effects on the efficiency of marine systems, primarily, due to Biofouling growth when using seawater in the cooling systems of auxiliary systems and, obviously, in all types of heat exchangers that use seawater as a coolant. The formation of Biofouling layers significantly alters the heat exchange capacity. Therefore, the CFD method was chosen to conduct an analysis, utilizing experimentally obtained data, to validate the use of the ANSYS Fluent program for future calculations and theoretical simulations in the areas of Biofouling layer growth and Biofouling in general. This includes a comparison of results using CFDs from different programs, approaches, turbulent methods, and simulation forms. This analysis is an ongoing, relatively simple, but effective enough to provide more than sufficient data for a bachelor’s thesis and to continue this line of research in the future.