ASHRAE - American Society of Heating@ Refrigerating and Air-Conditioning Engineers@ Inc.
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ASHRAE IJHVAC 16-3-2010
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INTRODUCCIÓN Los intercambiadores de calor de tubos de aletas se aplican ampliamente como evaporadores de acondicionadores de aire. Las aletas de aluminio generalmente están recubiertas con materiales hidrófilos para promover la hidrofilicidad de las aletas y el rendimiento del lado del aire de los evaporadores de tubos con aletas en condiciones de deshumidificación (Hong 1996; Wang y Chang 1997; Ma et al. 2009). El empleo de un recubrimiento hidrófilo puede reducir eficazmente el ángulo de contacto del agua condensada y mejorar el drenaje del condensado de modo que se puedan lograr coeficientes de transferencia de calor más altos y caídas de presión más bajas. Sin embargo, el revestimiento hidrófilo de las aletas puede destruirse por corrosión por niebla salina (SSC) (Yang 2003; Hao et al. 2007; Bao et al. 2008), lo que resulta en un cambio en la transferencia de calor y en el rendimiento de la caída de presión. La corrosión por niebla salina es una corrosión causada por la deposición de una cierta cantidad de Cl?C en las superficies de las aletas (Ahn y Lee 2005)@ y a menudo ocurre en distritos de alta concentración de sal@ por ejemplo@ áreas costeras. Por lo tanto, es necesario prestar atención a los efectos del SSC en el rendimiento del lado del aire de los intercambiadores de calor de tubos con aletas con revestimiento hidrófilo, incluidos los efectos sobre la hidrofilicidad, la transferencia de calor del lado del aire y el rendimiento de la caída de presión. Gran parte de la investigación relacionada con la hidrofilicidad se centra en la hidrofilicidad a largo plazo de las aletas recubiertas de hidrofilicidad (Shin y Ha 2002; Min et al. 2000; Min y Webb 2002; Kim et al. 2002). Se ha descubierto que la hidrofilicidad de las aletas revestidas hidrófilamente cambia generalmente con el tiempo de servicio. Tanto el ángulo de contacto dinámico de avance como el de retroceso aumentan obviamente con el aumento de los ciclos húmedo/seco, lo que indica que la hidrofilicidad de las aletas se degrada con el aumento de los ciclos húmedo/seco (Min et al. 2000; Min y Webb 2002). La razón de la degradación de la hidrofilicidad puede ser que el recubrimiento hidrofílico se disuelve parcialmente por el agua condensada. Sin embargo, la hidrofilicidad de las aletas recubiertas de plasma hidrófilo no cambia con el tiempo de servicio, obviamente. Kim y cols. (2002) hicieron experimentos sobre la hidrofilicidad a largo plazo para los intercambiadores de calor de tubos de aletas con recubrimiento hidrófilo de plasma y los resultados experimentales mostraron que las caídas de presión del lado del aire no cambiaron con el aumento de los ciclos húmedo/seco. Se ha investigado el impacto del recubrimiento hidrófilo en la transferencia de calor del lado del aire de los intercambiadores de calor de tubos de aletas y se ha descubierto que el impacto en condiciones secas es diferente al de condiciones húmedas (Wang et al. 2002; Hong y Webb 1999). @ 2000). En condiciones secas@ sólo se produce una transferencia de calor sensible y el coeficiente de transferencia de calor sensible apenas se ve afectado por el recubrimiento hidrófilo@, por lo que el efecto del recubrimiento hidrófilo sobre la transferencia de calor es insignificante (Wang et al. 2002). En condiciones húmedas, la transferencia de calor latente y la transferencia de calor sensible ocurren simultáneamente. El coeficiente de transferencia de calor latente obviamente podría mejorarse en condiciones húmedas mediante un recubrimiento hidrófilo (Wang et al. 2002; Hong y Webb 1999; Hong y Webb 2000) @ mientras que las investigaciones existentes sobre el efecto del recubrimiento hidrófilo en los coeficientes de transferencia de calor sensible en condiciones húmedas Las condiciones húmedas no pudieron llegar a una conclusión consistente. Wang y cols. (2002) encontraron que los coeficientes de transferencia de calor sensible se degradan debido al efecto del recubrimiento hidrófilo y la degradación de los coeficientes de transferencia de calor sensible puede ser de hasta un 20%. Sin embargo, los experimentos realizados por Hong y Webb (1999@2000) indicaron que el recubrimiento hidrófilo no tiene influencia sobre los coeficientes sensibles de transferencia de calor. Se ha investigado el impacto del recubrimiento hidrófilo en la caída de presión del lado del aire de los intercambiadores de calor de tubos de aletas y se ha descubierto que el impacto está relacionado con las condiciones de trabajo (Wang et al. 2002; Hong y Webb 1999@ 2000). En condiciones secas, el efecto del recubrimiento hidrófilo sobre la caída de presión del lado del aire puede ser insignificante (Wang et al. 2002). En condiciones húmedas@ el efecto es obvio y está relacionado con la humedad del aire de entrada. Cuanto mayor sea la humedad de entrada@ mayor será el impacto en la caída de presión. En comparación con el intercambiador de calor de tubos de aletas sin revestimiento hidrófilo, la caída de presión del lado del aire de aquellos con revestimiento hidrófilo se degrada entre un 15 % y un 40 % en condiciones húmedas (Wang et al. 2002; Ma et al. 2007). Acerca de los efectos del SSC en el rendimiento del lado del aire de los intercambiadores de calor@ la investigación existente se centra principalmente en la anticorrosión de aletas de aleación de aluminio (Birol et al. 2002)@ la anticorrosión de la capa anticorrosiva de aletas de aluminio (Lifka y Vandenburgh 1995)@ y el método de evaluación del grado de corrosión de intercambiadores de calor de aluminio soldados al vacío (Scott et al. 1991). Sin embargo, no existe ninguna publicación sobre el efecto del SSC sobre la hidrofilia, la transferencia de calor del lado del aire y la caída de presión de los intercambiadores de calor de tubos con aletas con revestimiento hidrófilo. El propósito de este estudio es investigar el efecto del SSC sobre la hidrofilia (la transferencia de calor del lado del aire) y el rendimiento de la caída de presión de los intercambiadores de calor de tubos con aletas con revestimiento hidrófilo. Para ello@ se realizan experimentos en intercambiadores de calor con diferentes grados de corrosión así como en aquellos sin corrosión@ y se comparan los resultados.