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Evaluación final

1. Fase 5 - Evaluación final (Tipo de evaluación POA Integrantes: Rosicela Pérez López María De Los Ángeles Domínguez Pérez Jorge Manuel Espitia García Carolina Marcela Ortiz Vergara Yorly Tatiana Cerpa Silva Grupo: 211611_3 Tutor: Ronald Miguel Marsiglia Universidad Nacional abierta y a distancia – UNAD Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería - ECBTI Transferencia de Calor Sahagún – Córdoba Mayo 2025

2. Identificación del artículo Título : A comprehensive review of methods of heat transfer enhancement in shell and tube heat exchangers Autores : S. A. Marzouk, M. M. Abou Al-Sood, Emad M. S. El-Said, M. M. Younes, Magda K. El- Fakharany Revista : Journal of Thermal Analysis and Calorimetry Volumen : 148 Páginas : 7539–7578 Año de publicación : 2023

3. Link de acceso Acceder al artículo en Springer Link: https://link.springer.com/article/10.1007/s10973-023-12265-3

4. Resumen Este artículo ofrece una revisión detallada de las técnicas utilizadas para mejorar la transferencia de calor en intercambiadores de calor de carcasa y tubos (STHE). Se analizan métodos pasivos , activos y compuestos , destacando sus ventajas , limitaciones y eficiencia térmica . Se observa que los métodos pasivos , como el uso de tubos corrugados o inserciones helicoidales , son los más estudiados debido a su bajo costo operativo . También se exploran técnicas como la inyección de aire y el uso de nanofluidos , que han demostrado mejoras significativas en el coeficiente global de transferencia de calor . El artículo concluye que la combinación de métodos y la innovación en geometría y materiales son claves para futuras mejoras .

5. Palabras claves Intercambiadores de calor de carcasa y tubo (STHE) Transferencia de calor Métodos de mejora pasivos y activos Inyección de aire Nanofluidos Rendimiento termohidráulico Caída de presión Eficiencia exergética Geometría del tubo Simulación numérica

6. Problema de investigación ¿ Cómo se puede mejorar la eficiencia térmica de los intercambiadores de calor de carcasa y tubos mediante técnicas de mejora de la transferencia de calor ?

7. Objetivo Objetivo General: Analizar y clasificar de manera sistemática los métodos de mejora de la transferencia de calor en intercambiadores de calor de carcasa y tubos, destacando sus ventajas, limitaciones y aplicaciones prácticas. Objetivo Especifico: • Identificar las técnicas pasivas, activas y compuestas utilizadas para mejorar la transferencia de calor. • Evaluar el impacto de cada técnica en el coeficiente global de transferencia de calor (U), la eficiencia exergética y la caída de presión. • Comparar el rendimiento térmico-hidráulico de diferentes configuraciones y materiales. • Proponer líneas futuras de investigación basadas en vacíos teóricos y experimentales detectados.

8. Metodología El artículo se basa en una revisión bibliográfica sistemática de una amplia gama de estudios previos relacionados con la mejora de la transferencia de calor en intercambiadores de calor de carcasa y tubo (STHE). Se recopilaron, clasificaron y analizaron diferentes enfoques de mejora, entre ellos métodos pasivos, inyección de aire, uso de nanofluidos y métodos compuestos. El análisis incluyó variables como el coeficiente global de transferencia de calor (U), la eficiencia exergética , la caída de presión y el rendimiento termohidráulico . Se presentaron comparaciones cuantitativas entre los diferentes métodos con base en datos experimentales reportados en la literatura, con énfasis en los porcentajes de mejora alcanzados por cada técnica.

9. Análisis de resultados Los resultados muestran que los métodos pasivos son los más utilizados debido a su simplicidad y bajo costo . Sin embargo, los métodos activos como la inyección de aire y el uso de nanofluidos ofrecen mejoras más significativas en la transferencia de calor . La combinación de técnicas puede ser una solución prometedora . Se destaca la necesidad de más estudios numéricos y experimentales para validar modelos teóricos .

10. Conclusiones Las técnicas pasivas son las más investigadas debido a su bajo costo operativo. La inyección de aire y el uso de nanofluidos muestran mejoras significativas en la transferencia de calor. Se requiere mayor desarrollo en simulaciones numéricas y formulaciones empíricas. Las combinaciones de métodos ofrecen un gran potencial para futuras aplicaciones industriales.

11. Bibliografía Marzouk, S. A., Abou Al-Sood, M. M., El-Said, E. M. S., Younes, M. M., & El- Fakharany , M. K. (2023). A comprehensive review of methods of heat transfer enhancement in shell and tube heat exchangers. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 148, 7539–7578. https://link.springer.com/article/10.1007/s10973-023-12265-3