Optimización del banco de pruebas de desempeño para intercambiadores de calor de aplicaciones aeroespaciales, para pruebas de fatiga térmica a nivel componente en el Laboratorio de Integración de Sistemas

Abstract

"En el Laboratorio de Integración de Sistemas (LIS) actualmente se hacen Pruebas de Fatiga Térmica a intercambiadores de calor de alto costo de operación y baja efectividad. En el proceso actual se usa una gran cantidad de energía para la compresión de aire y el calentamiento del mismo para así poder cumplir con los requerimientos establecidos por el cliente.

El presente reporte de proyecto de aplicación describe el desarrollo de una propuesta de reducción de costo de operación actual del proceso de pruebas de fatiga térmica a intercambiadores de calor, a través de un análisis de mecánica de fluidos y transferencia de calor a la configuración mecánica actual del banco de pruebas.

Como parte de la metodología, se hizo una recolección de información acerca del banco de pruebas actual del LIS donde se realizan las pruebas de fatiga térmica. Se desarrolló un modelo dinámico con el que fue posible simulaciones de condiciones de presión, temperatura y flujo y después se validó comparando los resultados de la simulación con datos de prueba. Se preparó una propuesta de cambio de configuración mecánica para el banco de pruebas y se simuló para obtener el cambio que pudiese tener el cambio en la respuesta del sistema. Se evaluaron los resultados y se analizó el costo beneficio de los cambios propuestos.

Los resultados mostraron que, en caso de implementar la propuesta de cambio de configuración mecánica al banco de pruebas, el proceso de ciclado térmico en las pruebas de intercambiadores de calor tendría una reducción del 16%, para un total estimado de $77,479.90 dólares, esto gracias a la reducción de demanda de flujo total de aire del sistema. También se identificó que el costo estimado de la implementación del cambio de configuración mecánica sería de $14,650 dólares, que podría recuperarse después de probar 1 unidad gracias al ahorro en el costo del proceso."