Determinación Del Número De Nusselt Para Tuberías Triangulares

Abstract

La transferencia de calor total en una tubería por la que circula un fluido a una
cierta temperatura, se puede calcular mediante el número Nu de Nusselt. En particular para
condiciones de flujo hidrodinámicamente desarrollada y térmicamente en desarrollo se ha
observado en algunas referencias bibliográficas una cierta discrepancia entre las curvas de Nu
en la zona de transición entre longitudes largas y cortas de tuberías. El objeto de este trabajo
es validar estas curvas en la zona de transición mediante un modelo de elementos finitos
específicamente realizado para tuberías de sección triangular.
Se puede demostrar que la ecuación diferencial que gobierna este problema es similar a la
ecuación de conducción de calor transitoria, por lo tanto se ha realizado un modelo de
elementos finitos en ABAQUS usando las capacidades de este sistema para análisis de
problemas de transferencia térmica. Se ha modelado una tubería de sección triangular, donde
por simetría solo se ha discretizado una sexta parte de la sección usando elementos
cuadriláteros de cuatro nodos. El campo de velocidades sobre la sección se puede asimilar a la
variación del calor específico sobre dicha región. Finalmente, para la obtención de los
números de Nusselt se ha realizado un programa en lenguaje C para postprocesar las salidas
de ABAQUS. La metodología descripta se puede extender fácilmente a otras secciones de
formas diferentes de la triangular.