Una investigación experimental sobre la relación entre la corrosión y el comportamiento termohidráulico en intercambiadores de calor para aplicaciones geotérmicas
Autores: Simons, Arne; Faes, Willem; Depover, Tom; Lecompte, Steven; De Paepe, Michel; Verbeken, Kim
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Acero al carbono
Salmuera saturada de CO2
Intercambiadores de calor
Tasa de corrosión
Comportamiento termohidráulico
Aplicaciones geotérmicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 3
Citaciones: Sin citaciones
Se estudia el uso potencial del acero al carbono en salmuera saturada de CO2 para su posible aplicación en intercambiadores de calor en aplicaciones geotérmicas. Se desarrolla un sistema dedicado, que incluye un intercambiador de calor de doble tubo, para estudiar la relación entre la corrosión y el comportamiento termohidráulico dentro de los intercambiadores de calor. La salmuera caliente fluye dentro del tubo interno de acero al carbono, corroyendo así la superficie interna de este tubo. El comportamiento termohidráulico del intercambiador de calor, es decir, la caída de presión a lo largo del tubo y la tasa de transferencia de calor a través del tubo, se monitorean continuamente. Por otro lado, se realizan experimentos de pérdida de peso y análisis microscópicos en muestras que se retiran periódicamente del sistema. La tasa de corrosión se estudia en función de la temperatura, es decir, la entrada frente a la salida de la sección de intercambio de calor, y el flujo. Por lo tanto, se utiliza un experimento con salmuera estática y una temperatura uniforme como referencia. La tasa de corrosión es generalmente más alta en condiciones dinámicas en comparación con condiciones estáticas. Además, la tasa de corrosión aumenta con el aumento de la temperatura en condiciones dinámicas, mientras que disminuye con el aumento de la temperatura en condiciones estáticas. Estas observaciones podrían explicarse por los diferentes productos de corrosión que se formaron. Los productos de corrosión no tienen un efecto significativo en la caída de presión a lo largo del tubo, pero se observan fluctuaciones claras en el coeficiente de transferencia de calor. El origen de estas fluctuaciones debe estudiarse más a fondo antes de que el coeficiente de transferencia de calor observado pueda utilizarse como medida de la corrosión.
Descripción
Se estudia el uso potencial del acero al carbono en salmuera saturada de CO2 para su posible aplicación en intercambiadores de calor en aplicaciones geotérmicas. Se desarrolla un sistema dedicado, que incluye un intercambiador de calor de doble tubo, para estudiar la relación entre la corrosión y el comportamiento termohidráulico dentro de los intercambiadores de calor. La salmuera caliente fluye dentro del tubo interno de acero al carbono, corroyendo así la superficie interna de este tubo. El comportamiento termohidráulico del intercambiador de calor, es decir, la caída de presión a lo largo del tubo y la tasa de transferencia de calor a través del tubo, se monitorean continuamente. Por otro lado, se realizan experimentos de pérdida de peso y análisis microscópicos en muestras que se retiran periódicamente del sistema. La tasa de corrosión se estudia en función de la temperatura, es decir, la entrada frente a la salida de la sección de intercambio de calor, y el flujo. Por lo tanto, se utiliza un experimento con salmuera estática y una temperatura uniforme como referencia. La tasa de corrosión es generalmente más alta en condiciones dinámicas en comparación con condiciones estáticas. Además, la tasa de corrosión aumenta con el aumento de la temperatura en condiciones dinámicas, mientras que disminuye con el aumento de la temperatura en condiciones estáticas. Estas observaciones podrían explicarse por los diferentes productos de corrosión que se formaron. Los productos de corrosión no tienen un efecto significativo en la caída de presión a lo largo del tubo, pero se observan fluctuaciones claras en el coeficiente de transferencia de calor. El origen de estas fluctuaciones debe estudiarse más a fondo antes de que el coeficiente de transferencia de calor observado pueda utilizarse como medida de la corrosión.