INVESTIGACIÓN FORMATIVA

Trabajo de Investigación Formativa

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Análisis de rendimiento de tres métodos numéricos sin itera-

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ciones para una simulación rápida y precise de dinámica tér-

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mica en tuberías de calefacción urbana

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Erika Condo-Caiza2, María Guacho-Cepeda2, Fanny Guano-Punina3, Ginyer Iza-Estrella4, Lizbeth Ilbay-Paca 5

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Escuela Superior Politécnica de Chimborazo

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Resumen: El objetivo de esta investigación se basa en realizar una comparación bibliográfica rela-

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cionada con el análisis del rendimiento de los métodos numéricos para así proporcionar una infor-

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mación adecuada para la dinámica térmica de la red de calefacción urbana, de tal manera que en

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este estudio se dio la aplicación de tres métodos numéricos el primero se trata de un método de

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primer orden que enfoca a las interacciones de una simulación rápida para la tubería DH, también

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restringe su rendimiento numérico para mejorar el rendimiento de las simulaciones, el segundo

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también realiza interacciones con presión de alto orden, el método upwind implícito de segundo

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orden y el método QUICK semiimplicito, esto funciona mejor considerando la carga de cálculos

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mínimos dentro de un error aceptable. Con la aplicación del método implícito de contra viento de

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segundo orden, por lo tanto, se realiza el análisis de tuberías en DH bajo velocidades de flujos va-

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riables

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Palabra clave: Dinámica térmica, calefacción urbana, tubería DH, método upwind.

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1. Introducción

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Zheng et al., (2020) manifestó que las redes de calefaccion urbana DH se utlizan

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apliamente para proprcionar calor fuente de calor al consumidor a traves del medio de

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transferencia de calor en tubos DH en el sistema 4GDH, por lo tanto las energias

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renovables aumentan considerablemente, la eficacia energetica del sistema de DH

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Wang  et  al.,  (2017)  dice  que  los  métodos  numéricos  pueden  proporcionar

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predicciones precisase informadas sobre los procesos termicos, pero la alta sobrecarga

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computacional limita la aplicación de metodos numericos, especialmente cuando se

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aplican para optimizar grandes operaciones de redes DH.

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Zhou et al., (2014) analiza las influencias de los diferentes errores espaciales y los

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valores iniciales en la convergencia de los cálculos del modelo dinámico que se diseña

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para una  red de sistema de tuberías  Para realizar las simulaciones y los modelos

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matemáticos se debe utilizar software como Matlab, Simulink ya que con estos medios se

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puede construir los modelos y simulaciones presentadas. Esto con el fin de reducir los

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costos lo cual es serís muy satisfactorio.

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Brand et al., (2014) analiza las influencias de diferentes errores, pasos espaciales y

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valores inciales en la convergencia de los resultados del modelo dinamico para una red

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modelo, para que los clientes puedan tanto producir como consumir la calefaccion urbana

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.Para ello desarrolló un modelado físico completo de la red sin introducir cambios

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artificiales este modelo es una herramienta confiable para el análisis de la operación ter-

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mohidráulica del gran complejo DHN real.

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