capacidad termica

Scientia et Technica Año XIII, No 35, Agosto de 2007. Universidad Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701

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EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD TÉRMICA DE UN RADIADOR DE CALOR
Rating of Thermal Capacity of a Heat Radiator
RESUMEN
Este artículo presenta una metodología numérica para predecir el coeficiente
global de transferencia de calor, el número de unidades térmicas y los mapas deeficiencia de un radiador de calor para motores. Se aplican correlaciones para
predecir los coeficientes de transferencia de calor y los factores de fricción en
función del número de Reynolds y de las variables geométricas del radiador. La
metodología presentada para el análisis térmico del radiador de calor está basada
en la teoría de Kays y London [1]. Se hallan regresiones no lineales para calcularel número de Nusselt en el lado de aire, como también para el lado de agua y los
factores de fricción.
PALABRAS CLAVES: Capacidad Térmica, Eficiencia, Intercambiador de
Calor, Radiador
ABSTRACT

CARLOS ALBERTO
ROMERO PIEDRAHITA
Ingeniero Mecánico, M.Sc.
Profesor Titular
Escuela de Tecnología Mecánica
Universidad Tecnológica de Pereira
cromero@utp.edu.co

YAMID ALBERTO
CARRANZASÁNCHEZ
Ingeniero Mecánico, M.Sc.
Profesor Asistente
Escuela de Tecnología Mecánica
Universidad Tecnológica de Pereira
yamidc@utp.edu.co

This article presents a numerical methodology for predicting the overall heat
transfer, the number of thermal units and the efficiency map of an engine
radiator. Correlations to predict the air and water side heat transfer coefficients
and friction factorsas a function of the Reynolds number and geometric
variables of the radiator are applied. The presented methodology for thermal
analysis of heat engine radiator is based on the Kays and London theory.
Nonlinear regressions are found to compute air-side Nusselt number, as well as
water side heat transfer and friction factors.
KEYWORDS: Efficiency, Heat Exchanger, Radiator, Thermal Capacity
1.INTRODUCCIÓN
En los motores de combustión interna modernos entre el
20% y el 40% del calor liberado por el combustible es
disipado en forma de calor a través del sistema de
enfriamiento. Si el sistema de enfriamiento del motor es
líquido, se emplean generalmente intercambiadores de
calor de flujo cruzado para transferir el calor del líquido
refrigerante al aire encontrado al paso delvehículo e
impulsado, según el control de temperatura del
refrigerante, por un ventilador.
Los radiadores presentan diversos parámetros de
diseño y las relaciones entre estos y el desempeño
constituyen expresiones complejas, no lineales y con
numerosos parámetros experimentales de ajuste. Si bien
no se dispone de modelos analíticos para el cálculo de los
radiadores, en el mercado sí se conocenprogramas como
RADIATOR® Y CORESEL® destinados al cálculo de
radiadores para medios de transporte, cuyos tratamientos
se apoyan en cálculos basados en tablas de operación, en
correlaciones del número adimensional de Nusselt (Nu),
basadas en experimentación o modelos tradicionales de
cálculo fundamentados en los métodos de temperatura
media logarítmica o el número de unidades térmicas
(NTU),los cuales requieren de información experimental.

Fecha de Recepción: 31 Mayo de 2007
Fecha de Aceptación: 09 de Julio de 2007

El presente trabajo ha sido concebido para
responder a la pregunta: ¿Es adecuado un radiador para
acoplarlo al sistema de enfriamiento de un motor de
características termohidráulicas conocidas? La ausencia
de una metodología para determinar la capacidad térmicade un radiador, en ausencia de información térmica
respectiva, ha motivado la publicación del presente
trabajo. La metodología puede usarse para la predicción
del desempeño del radiador a partir de las condiciones de
entrada del refrigerante y el aire [2].
Como entradas al problema de predicción de la
capacidad térmica de un radiador se debe disponer de:
características constructivas...