Modelización de condensadores de centrales térmicas mediante métodos CFD (computational fluid dynamics) y aplicación a la predicción del ensuciamiento

Abstract

La acumulación de ensuciamiento en las superficies de transferencia de calor es uno de los principales factores que producen la disminución de la eficiencia térmica en los condensadores de centrales térmicas. Sin embargo, la medida del ensuciamiento es muy complicada, por lo que generalmente el ensuciamiento se estima de forma indirecta a partir de otras variables mediante la utilización de códigos de diseño elaborados por algunos fabricantes de condensadores, siendo el propuesto por the heat exchange institute el más utilizado actualmente. Este método sólo se puede aplicar con fiabilidad para un reducido rango de las condiciones de operación del condensador y, además, presenta otras limitaciones, siendo la más importante el hecho de que el parámetro utilizado para evaluar el ensuciamiento, denominado factor de limpieza, refleja no sólo éste, sino también otros factores de funcionamiento del condensador que no se tienen en cuenta en el método. En esta tesis se plantean dos modelos numéricos en tres dimensiones, uno monofásico y otro bifásico y se aplican al condensador principal de una central térmica de 535 mw, equipo que presenta grandes diferencias en cuanto a la geometría, las dimensiones y el diseño del sistema de extracción de gases incondensables respecto a los pequeños condensadores experimentales utilizados en la mayoría de los trabajos existentes en la bibliografía. Los modelos engloban los efectos de los que carecen los métodos tradicionales y otros modelos numéricos que aparecen en la bibliografía, cuya influencia en el funcionamiento del condensador se ha considerador se ha considerado importante. Se analizan las distribuciones de las principales variables de operación del condensador obtenidas con los modelos numéricos y se realiza un estudio comparativo del método tradicional propuesto por the heat exchange institute y el modelo numérico monofásico [...]