{"id":4108,"date":"2025-07-01T07:51:11","date_gmt":"2025-07-01T05:51:11","guid":{"rendered":"https:\/\/ghetool.eu\/?post_type=knowledgebase&#038;p=4108"},"modified":"2025-10-24T07:01:08","modified_gmt":"2025-10-24T05:01:08","slug":"modelizacion-del-turbocolector","status":"publish","type":"knowledgebase","link":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/knowledgebase\/modelling-the-turbocollector\/","title":{"rendered":"Modelizaci\u00f3n del turbocolector"},"content":{"rendered":"<p>Desde hoy, el turbocolector de Muovitech est\u00e1 disponible en GHEtool Cloud. En este art\u00edculo, arrojaremos luz sobre el modelo matem\u00e1tico que hay detr\u00e1s del turbocolector y exploraremos el concepto de turbulencia de forma m\u00e1s general, bas\u00e1ndonos en un art\u00edculo reciente de Niklas Hidman.<\/p>\n<p><iframe title=\"Modelizaci\u00f3n del turbocolector\" width=\"800\" height=\"450\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/X5ux2P8-RyI?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/p>\n<h2>Turbocolector<\/h2>\n<p>El turbocolector es un producto desarrollado por Muovitech. A diferencia de las superficies internas lisas tradicionales de los tubos, el turbocolector presenta m\u00faltiples aletas peque\u00f1as a lo largo de su superficie interna. Estas aletas est\u00e1n orientadas alternativamente en sentido horario y antihorario a lo largo del tubo. Actuando como turbuladores pasivos, est\u00e1n dise\u00f1adas para inducir un comportamiento de flujo turbulento a velocidades de flujo m\u00e1s bajas, mejorando as\u00ed la transferencia de calor. En las tuber\u00edas lisas est\u00e1ndar, la transici\u00f3n a la turbulencia suele comenzar a un n\u00famero de Reynolds de alrededor de 2300, pero con la geometr\u00eda interna del turbocolector, la turbulencia se inicia aproximadamente a Re = 1800.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4110\" aria-describedby=\"caption-attachment-4110\" style=\"width: 300px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-4110\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbocollector-300x300.png\" alt=\"Secci\u00f3n transversal del turbocolector de Muovitech.\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbocollector-300x300.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbocollector-150x150.png 150w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbocollector-12x12.png 12w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbocollector.png 334w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4110\" class=\"wp-caption-text\">Secci\u00f3n transversal del turbocolector de Muovitech.<\/figcaption><\/figure>\n<h2>Desarrollo de modelos<\/h2>\n<p>A continuaci\u00f3n explicaremos c\u00f3mo se desarroll\u00f3 el modelo matem\u00e1tico del turbocolector, con un uso m\u00ednimo de las matem\u00e1ticas. En primer lugar, introduciremos el concepto de din\u00e1mica de fluidos computacional (CFD) y los retos que plantea la modelizaci\u00f3n de un flujo turbulento. A continuaci\u00f3n, nos centraremos en los resultados de simulaci\u00f3n presentados en el trabajo de Hidman N. (2025), y exploraremos lo que revelan sus conclusiones sobre la resistencia t\u00e9rmica efectiva del pozo y la ca\u00edda de presi\u00f3n asociada al turbocolector.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>Nota<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #3366ff;\">El modelo que se describe a continuaci\u00f3n se basa en el trabajo de Hidman N. (2025). Aunque su trabajo original profundiza mucho m\u00e1s en los detalles matem\u00e1ticos y num\u00e9ricos de las simulaciones y el desarrollo de correlaciones, el objetivo de este art\u00edculo es proporcionar una comprensi\u00f3n de alto nivel de c\u00f3mo se construy\u00f3 el modelo. Los interesados en conocer todos los detalles pueden consultar la publicaci\u00f3n original <a style=\"text-decoration: underline; color: #3366ff;\" href=\"https:\/\/www.muovitech.com\/studies\/Thermohydraulic_performance_evaluation_250519.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">aqu\u00ed<\/a>.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<h3>\u00bfQu\u00e9 es la CFD?<\/h3>\n<p>CFD (Computational Fluid Dynamics) es uno de los campos m\u00e1s importantes de la ingenier\u00eda actual. Se utiliza para simular el comportamiento de los fluidos en plantas qu\u00edmicas, optimizar la forma de las alas de los aviones para maximizar la sustentaci\u00f3n, evaluar el rendimiento aerodin\u00e1mico de los veh\u00edculos, predecir el rendimiento de las turbinas e\u00f3licas y mucho m\u00e1s. Cuando se trata de modelizar el comportamiento termohidr\u00e1ulico del turbocolector, el CFD es el m\u00e9todo de referencia.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4111\" aria-describedby=\"caption-attachment-4111\" style=\"width: 491px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-4111 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/CFD.png\" alt=\"Simulaci\u00f3n CFD de un ala. (Fuente: (Marten D., 2020)\" width=\"491\" height=\"235\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/CFD.png 491w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/CFD-300x144.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/CFD-18x9.png 18w\" sizes=\"(max-width: 491px) 100vw, 491px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4111\" class=\"wp-caption-text\">Simulaci\u00f3n CFD de un ala. (Fuente: (Marten D., 2020))<\/figcaption><\/figure>\n<h3>Modelizaci\u00f3n de las turbulencias<\/h3>\n<p>Aunque las simulaciones CFD est\u00e1n muy extendidas, modelizar con precisi\u00f3n la turbulencia sigue siendo un gran reto. La turbulencia (como ya se coment\u00f3 en el art\u00edculo sobre el n\u00famero de Reynolds, que puede encontrar en\u00a0<a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/base-de-conocimientos\/cual-es-el-numero-de-reynolds\/\">aqu\u00ed<\/a>) es un estado altamente ca\u00f3tico del movimiento de los fluidos para el que no existe soluci\u00f3n anal\u00edtica. Esto se debe a que las turbulencias se producen a distintas escalas temporales y espaciales. Por ejemplo, cuando un avi\u00f3n atraviesa una nube, se pueden observar v\u00f3rtices a gran escala y, dentro de ellos, estructuras arremolinadas a\u00fan m\u00e1s peque\u00f1as, y as\u00ed sucesivamente. Para captar plenamente este comportamiento turbulento, las simulaciones deben tener una resoluci\u00f3n muy fina.<\/p>\n<p>En la literatura, se suelen utilizar tres modelos principales para simular la turbulencia, que se ilustran a continuaci\u00f3n:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) <\/strong>es el m\u00e9todo m\u00e1s r\u00e1pido pero menos preciso. Como se muestra en la figura, los v\u00f3rtices de escala fina se suavizan por completo, lo que hace que este m\u00e9todo no sea adecuado para modelizar el turbocolector.<\/li>\n<li><strong>LES (Simulaci\u00f3n de grandes corrientes de Foucault)<\/strong> es un m\u00e9todo m\u00e1s avanzado que distingue entre turbulencia a gran escala y a peque\u00f1a escala. Los remolinos m\u00e1s grandes se resuelven directamente, mientras que la turbulencia a menor escala se modela. Este enfoque ofrece una mayor fidelidad, ya que algunas estructuras de flujo se hacen visibles.<\/li>\n<li><strong>DNS (Simulaci\u00f3n Num\u00e9rica Directa)<\/strong> es el m\u00e9todo m\u00e1s preciso, pero tambi\u00e9n el m\u00e1s intensivo desde el punto de vista computacional, ya que resuelve num\u00e9ricamente las ecuaciones del fluido en intervalos de tiempo y espacio extremadamente peque\u00f1os. La figura muestra claramente que este m\u00e9todo proporciona la representaci\u00f3n m\u00e1s detallada y realista de la turbulencia.<\/li>\n<\/ul>\n<figure id=\"attachment_4112\" aria-describedby=\"caption-attachment-4112\" style=\"width: 786px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-4112 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS.png\" alt=\"Tres t\u00e9cnicas diferentes de modelizaci\u00f3n de turbulencias. (Fuente: https:\/\/blog.diphyx.com\/comprehensive-guide-review-to-choosing-the-right-cfd-software-in-2023-features-performance-and-7ebc0623bfa6)\" width=\"786\" height=\"171\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS.png 786w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-300x65.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-768x167.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-18x4.png 18w\" sizes=\"(max-width: 786px) 100vw, 786px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4112\" class=\"wp-caption-text\">Tres t\u00e9cnicas diferentes de modelizaci\u00f3n de turbulencias. (Fuente: https:\/\/blog.diphyx.com\/comprehensive-guide-review-to-choosing-the-right-cfd-software-in-2023-features-performance-and-7ebc0623bfa6)<\/figcaption><\/figure>\n<p>Para simular las aletas en el interior del tubo con gran precisi\u00f3n, se realiz\u00f3 una simulaci\u00f3n num\u00e9rica directa (DNS).<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>Nota<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #3366ff;\">Todos los fluidos, ya sean agua, aire u otros, se rigen por las ecuaciones de Navier-Stokes. Desde su formulaci\u00f3n, nadie ha sido capaz de encontrarles una soluci\u00f3n anal\u00edtica general. Por eso hay que recurrir a m\u00e9todos num\u00e9ricos de c\u00e1lculo intensivo como el DNS. La importancia de este problema es tal en f\u00edsica que se ha ofrecido un premio de un mill\u00f3n de d\u00f3lares a quien consiga resolverlo. Puede encontrar m\u00e1s informaci\u00f3n sobre este reto <a style=\"text-decoration: underline; color: #3366ff;\" href=\"https:\/\/www.claymath.org\/millennium\/navier-stokes-equation\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">aqu\u00ed<\/a>.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<h3>Resultados de la simulaci\u00f3n<\/h3>\n<p>Niklas Hidman (2025) simul\u00f3 tanto una tuber\u00eda lisa como una tuber\u00eda turbocolectora utilizando DNS. Los resultados de la tuber\u00eda lisa, que sirven m\u00e1s como escenario de referencia (o como comprobaci\u00f3n del modelo), se muestran a continuaci\u00f3n.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4114\" aria-describedby=\"caption-attachment-4114\" style=\"width: 869px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4114 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-smooth.png\" alt=\"Simulaci\u00f3n DNS para la tuber\u00eda lisa. (Fuente: (Hidman N., 2025))\" width=\"869\" height=\"505\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-smooth.png 869w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-smooth-300x174.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-smooth-768x446.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-smooth-18x10.png 18w\" sizes=\"(max-width: 869px) 100vw, 869px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4114\" class=\"wp-caption-text\">Simulaci\u00f3n DNS para la tuber\u00eda lisa. (Fuente: (Hidman N., 2025))<\/figcaption><\/figure>\n<p>Cada simulaci\u00f3n comenz\u00f3 con un n\u00famero de Reynolds de 3300 para garantizar un flujo turbulento\/transitorio. Despu\u00e9s, el caudal se redujo en m\u00faltiples pasos hasta alcanzar un r\u00e9gimen laminar. En la figura anterior, se puede ver claramente que la tuber\u00eda lisa para Re = 3300 tiene un color homog\u00e9neo, lo que indica una buena mezcla procedente de la turbulencia. Las peque\u00f1as regiones rojas en el borde son algunos efectos de frontera donde el flujo es laminar.<\/p>\n<p>Cuando el flujo est\u00e1 a Re = 2025, la figura es totalmente diferente. Aqu\u00ed se aprecia claramente una diferencia de temperatura entre las capas interior y exterior del fluido, lo que indica un claro comportamiento de flujo laminar. Esto coincide con lo que ya sab\u00edamos en el caso de los tubos lisos.<\/p>\n<p>La figura siguiente muestra la misma simulaci\u00f3n para el turbocolector. La historia es la misma para Re = 3300, donde el flujo tambi\u00e9n es turbulento, igual que con el tubo liso. Cuando se reduce el caudal (y, por tanto, tambi\u00e9n el n\u00famero de Reynolds), el flujo se mantiene bastante bien mezclado. S\u00f3lo alrededor de Re &lt; 1800 comienza a formarse una capa l\u00edmite s\u00f3lida, raz\u00f3n por la cual Hidman N. (2025) lleg\u00f3 a la conclusi\u00f3n de que la zona transitoria comienza en Re = 1800, es decir, mucho antes que la regi\u00f3n de transici\u00f3n de la tuber\u00eda lisa.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4115\" aria-describedby=\"caption-attachment-4115\" style=\"width: 780px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4115 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-turbo.png\" alt=\"Simulaci\u00f3n DNS para el turbocolector. (Fuente: (Hidman N., 2025))\" width=\"780\" height=\"515\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-turbo.png 780w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-turbo-300x198.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-turbo-768x507.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/DNS-turbo-18x12.png 18w\" sizes=\"(max-width: 780px) 100vw, 780px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4115\" class=\"wp-caption-text\">Simulaci\u00f3n DNS para el turbocolector. (Fuente: (Hidman N., 2025))<\/figcaption><\/figure>\n<p>A partir de los resultados de simulaci\u00f3n anteriores, se pueden construir los gr\u00e1ficos siguientes tanto para el factor de fricci\u00f3n como para el n\u00famero Nusselt.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>Nota<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #3366ff;\">El factor de fricci\u00f3n se utiliza para el c\u00e1lculo de la ca\u00edda de presi\u00f3n (como ya hemos comentado anteriormente <a style=\"text-decoration: underline; color: #3366ff;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/base-de-conocimientos\/caida-de-presion\/\">aqu\u00ed<\/a>), donde un factor de fricci\u00f3n m\u00e1s alto da una mayor ca\u00edda de presi\u00f3n. El n\u00famero de Nusselt es un n\u00famero adimensional que representa la relaci\u00f3n entre la tasa de transferencia de calor convectiva y conductiva del fluido. En pocas palabras, un n\u00famero de Nusselt m\u00e1s alto proporciona una mejor transferencia de calor a la tuber\u00eda y, por tanto, una menor resistencia t\u00e9rmica efectiva del pozo (como ya hemos comentado <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/base-de-conocimientos\/resistencia-termica-de-la-perforacion\/\">aqu\u00ed<\/a>).<\/span><\/p><\/blockquote>\n<figure id=\"attachment_4116\" aria-describedby=\"caption-attachment-4116\" style=\"width: 929px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4116 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Simulation-results.png\" alt=\"Resultados de la simulaci\u00f3n DNS tanto para el factor de fricci\u00f3n como para el n\u00famero de Nusselt. (Fuente: (Hidman N., 2025))\" width=\"929\" height=\"385\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Simulation-results.png 929w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Simulation-results-300x124.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Simulation-results-768x318.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Simulation-results-18x7.png 18w\" sizes=\"(max-width: 929px) 100vw, 929px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4116\" class=\"wp-caption-text\">Resultados de la simulaci\u00f3n DNS tanto para el factor de fricci\u00f3n (izquierda) como para el n\u00famero de Nusselt (derecha). (Fuente: (Hidman N., 2025))<\/figcaption><\/figure>\n<p>Para el factor de fricci\u00f3n, tenemos tanto la soluci\u00f3n anal\u00edtica para el flujo laminar en una tuber\u00eda lisa (la l\u00ednea azul punteada) como la correlaci\u00f3n para el flujo turbulento (en verde). Puede verse que la tuber\u00eda lisa simulada (se\u00f1alada como \u2018DNS liso\u2019) sigue el factor de fricci\u00f3n laminar, mientras que el turbocolector (se\u00f1alado como \u2018DNS alterno\u2019) se desv\u00eda en torno a Re = 1800, debido a que el flujo se vuelve transitorio.<\/p>\n<p>Para el n\u00famero Nusselt, tenemos la l\u00ednea con la soluci\u00f3n laminar, que es constante. En torno a Re = 3000, puede utilizarse la correlaci\u00f3n de Gnielinski para calcular el n\u00famero Nusselt del flujo turbulento. Entre medias, normalmente, se realiza una interpolaci\u00f3n para la tuber\u00eda lisa.<\/p>\n<p>Se observa que el turbocolector (indicado con rombos) se desv\u00eda de la soluci\u00f3n lisa-laminar en torno a Re = 1800, lo que indica una mejor transferencia de calor. Alrededor de Re = 2300, la soluci\u00f3n lisa y el turbocolector vuelven a coincidir.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>Nota<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #3366ff;\">Obs\u00e9rvese que para el n\u00famero de Nusselt se realizaron m\u00faltiples simulaciones con diferentes n\u00fameros de Prandtl. Una explicaci\u00f3n detallada del n\u00famero de Prandtl est\u00e1 fuera del alcance de este art\u00edculo, pero var\u00eda para aplicaciones geot\u00e9rmicas t\u00edpicamente entre 20 y 75, dependiendo de las propiedades del fluido (por ejemplo, tipo de anticongelante) y la temperatura del fluido.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<p>Los resultados anteriores corresponden a las cifras f\u00edsicas brutas, que se utilizan para calcular la resistencia t\u00e9rmica efectiva del pozo y la p\u00e9rdida de carga. Ambos se analizan a continuaci\u00f3n.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>Nota<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #3366ff;\">Hidman N. (2025) tambi\u00e9n desarroll\u00f3 correlaciones tanto para el factor de fricci\u00f3n como para el n\u00famero de Nusselt, que se utilizan para la implementaci\u00f3n en GHEtool. Para m\u00e1s informaci\u00f3n, se remite al lector al documento original.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<h3>Resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n<\/h3>\n<p>El gr\u00e1fico siguiente muestra la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n para un fluido con 25 v\/v% MPG a 5\u00b0C tanto para los tubos lisos como para los turbocolectores. Si partimos de los tubos en U dobles, es evidente que en el r\u00e9gimen laminar (&lt;0,2 l\/s) ambos tubos rinden m\u00e1s o menos igual, con una ligera ventaja para el turbocolector. La mayor diferencia se produce cuando el turbocolector se vuelve turbulento, en torno a 0,21 l\/s, mientras que el tubo liso permanece en r\u00e9gimen laminar hasta 0,3 l\/s, momento a partir del cual la resistencia tambi\u00e9n disminuye significativamente.<\/p>\n<p>Este efecto puede explicarse por el hecho de que el n\u00famero de Nusselt aumenta en torno a Re = 1800 para el turbocolector, mientras que permanece constante para la tuber\u00eda lisa.<\/p>\n<p>El mismo comportamiento se aprecia en el caso de la tuber\u00eda simple, donde aparece el mismo efecto pero a un caudal inferior (lo cual es de esperar, ya que ahora 100% del caudal pasa por una tuber\u00eda simple). En este caso, el intervalo de caudales en el que el turbocolector funciona mejor que la tuber\u00eda lisa es menor.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4337\" aria-describedby=\"caption-attachment-4337\" style=\"width: 640px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4337 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Effective-borehole-thermal-resistance.png\" alt=\"Resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n para un tubo liso simple\/doble y turbocolector utilizando MEG 25 v\/v%.\" width=\"640\" height=\"480\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Effective-borehole-thermal-resistance.png 640w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Effective-borehole-thermal-resistance-300x225.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Effective-borehole-thermal-resistance-16x12.png 16w\" sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4337\" class=\"wp-caption-text\">Resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n para un tubo liso simple\/doble y turbocolector utilizando MEG 25 v\/v%.<\/figcaption><\/figure>\n<p>La ubicaci\u00f3n y el tama\u00f1o de la \u2018ventana\u2019 en la que el turbocolector se comporta mejor que un tubo liso normal depende de bastantes par\u00e1metros, como el tipo y el porcentaje de anticongelante y las temperaturas del fluido. Dado que el GHEtool trabaja con propiedades variables del fluido (como se explic\u00f3 en <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/base-de-conocimientos\/propiedades-variables-de-los-fluidos\/\">este art\u00edculo<\/a>), tambi\u00e9n cabe esperar a veces un comportamiento diferente durante el calentamiento y el enfriamiento, ya que el n\u00famero de Reynolds cambia con el tiempo. La figura siguiente muestra la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n cuando se utiliza MPG 25 v\/v% en lugar de MEG. Debido a la mayor viscosidad general, la transici\u00f3n a un flujo transitorio se desplaza a velocidades de flujo m\u00e1s altas.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4336\" aria-describedby=\"caption-attachment-4336\" style=\"width: 640px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4336 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Effective-borehole-thermal-resistance_MPG.png\" alt=\"Resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n para un tubo liso simple\/doble y turbocolector utilizando MPG 25 v\/v%.\" width=\"640\" height=\"480\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Effective-borehole-thermal-resistance_MPG.png 640w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Effective-borehole-thermal-resistance_MPG-300x225.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Effective-borehole-thermal-resistance_MPG-16x12.png 16w\" sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4336\" class=\"wp-caption-text\">Resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n para un tubo liso simple\/doble y turbocolector utilizando MPG 25 v\/v%.<\/figcaption><\/figure>\n<h3>Ca\u00edda de presi\u00f3n<\/h3>\n<p>Adem\u00e1s de la resistencia de la perforaci\u00f3n, tambi\u00e9n es importante la ca\u00edda de presi\u00f3n. A continuaci\u00f3n puedes ver los resultados para el mismo fluido.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4118\" aria-describedby=\"caption-attachment-4118\" style=\"width: 706px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4118 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Pressure-drop.png\" alt=\"P\u00e9rdida de carga para un tubo liso simple\/doble y turbocolector.\" width=\"706\" height=\"530\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Pressure-drop.png 706w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Pressure-drop-300x225.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Pressure-drop-16x12.png 16w\" sizes=\"(max-width: 706px) 100vw, 706px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4118\" class=\"wp-caption-text\">P\u00e9rdida de carga para un tubo liso simple\/doble y turbocolector.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Si se observa el gr\u00e1fico, queda claro que el turbocolector tiene unas caracter\u00edsticas de p\u00e9rdida de carga similares a las de la tuber\u00eda lisa, excepto en la zona de transici\u00f3n (para la U simple en torno a 1,2 l\/s y para la doble en torno a 2,5 l\/s). Esto se debe al inicio m\u00e1s temprano del r\u00e9gimen transitorio, que provoca un aumento del factor de fricci\u00f3n y, por tanto, tambi\u00e9n de la p\u00e9rdida de carga.<\/p>\n<p>Al principio puede parecer extra\u00f1o que la colocaci\u00f3n de aletas en el interior de una tuber\u00eda s\u00f3lo provoque un ligero aumento de la p\u00e9rdida de carga total. La explicaci\u00f3n viene dada por otro resultado del trabajo de (Hidman N., 2025).<\/p>\n<figure id=\"attachment_4119\" aria-describedby=\"caption-attachment-4119\" style=\"width: 369px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4119 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Fin-height.png\" alt=\"Efecto de la altura de las aletas sobre el factor de fricci\u00f3n y el n\u00famero de Nusselt. (Fuente: (Hidman N., 2025))\" width=\"369\" height=\"320\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Fin-height.png 369w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Fin-height-300x260.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Fin-height-14x12.png 14w\" sizes=\"(max-width: 369px) 100vw, 369px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4119\" class=\"wp-caption-text\">Efecto de la altura de las aletas sobre el factor de fricci\u00f3n y el n\u00famero de Nusselt para un turbocolector DN40. (Fuente: (Hidman N., 2025))<\/figcaption><\/figure>\n<p>Se puede ver que a mayor altura de las aletas (donde una altura de 0 equivale a una tuber\u00eda lisa), el n\u00famero Nusselt aumenta. Esto es f\u00e1cil de entender, ya que unas aletas m\u00e1s grandes tendr\u00e1n m\u00e1s efecto como turbulador. El inconveniente de unas aletas m\u00e1s altas es tambi\u00e9n que el factor de fricci\u00f3n aumenta significativamente a partir de una altura de aleta de unos 0,6 mm. Por tanto, el dise\u00f1o del turbocolector utiliza aletas peque\u00f1as, suficientes para inducir turbulencias, pero limitando al mismo tiempo la ca\u00edda de presi\u00f3n.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>Nota<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #3366ff;\">Desde un punto de vista f\u00edsico, lo importante no es tanto la altura de la aleta en s\u00ed, sino la relaci\u00f3n entre la altura de la aleta y el di\u00e1metro del tubo. Se ha comprobado que, para todos los tubos turbocolectores diferentes, esta relaci\u00f3n se sit\u00faa entre 0,015-0,025, lo que corresponde a una altura de aleta de 0,6 a 1,2 mm en la figura anterior.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<h2>Turbocolector en GHEtool<\/h2>\n<p>Para implementar el Turbocollector en GHEtool, se han realizado algunos cambios en la interfaz. A partir de ahora, las diferentes opciones de tuber\u00edas est\u00e1n disponibles en una lista desplegable de b\u00fasqueda, donde hemos a\u00f1adido algunas tuber\u00edas lisas gen\u00e9ricas junto a la sonda Separatus y ahora tambi\u00e9n el Turbocollector. El r\u00e9gimen del fluido (laminar o transitorio) tambi\u00e9n se actualiza en funci\u00f3n de la tuber\u00eda seleccionada.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4113\" aria-describedby=\"caption-attachment-4113\" style=\"width: 797px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4113 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbo-in-GHEtool.png\" alt=\"Pantalla de impresi\u00f3n del turbocolector en GHEtool Cloud.\" width=\"797\" height=\"392\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbo-in-GHEtool.png 797w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbo-in-GHEtool-300x148.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbo-in-GHEtool-768x378.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Turbo-in-GHEtool-18x9.png 18w\" sizes=\"(max-width: 797px) 100vw, 797px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4113\" class=\"wp-caption-text\">Pantalla de impresi\u00f3n del turbocolector en GHEtool Cloud.<\/figcaption><\/figure>\n<h2>Conclusi\u00f3n<\/h2>\n<p>En este art\u00edculo se analizaba en detalle la modelizaci\u00f3n matem\u00e1tica del Turbocolector, basada en el reciente trabajo de Hidman N. (2025). Se demostr\u00f3 que el dise\u00f1o de aletas giratorias en sentido horario y antihorario crea un flujo transitorio que comienza alrededor de Re=1800, mientras que la transici\u00f3n a un flujo turbulento en una tuber\u00eda lisa s\u00f3lo comienza alrededor de Re=2300. El factor de fricci\u00f3n es mayor para el Turbocolector en el rango 1800 &lt; Re &lt; 2300 debido a la turbulencia inducida, pero converge hacia la soluci\u00f3n de tubo liso tanto en el r\u00e9gimen laminar como en el totalmente turbulento.<\/p>\n<h2 id=\"reference\">Referencias<\/h2>\n<ul>\n<li>Vea nuestro v\u00eddeo explicativo en nuestra p\u00e1gina de YouTube haciendo clic en <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/youtu.be\/X5ux2P8-RyI\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">aqu\u00ed<\/a>.<\/li>\n<li>El art\u00edculo de Niklas Hidman se encuentra en <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/www.muovitech.com\/studies\/Thermohydraulic_performance_evaluation_250519.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">aqu\u00ed<\/a>.<\/li>\n<\/ul>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Desde hoy, el Turbocollector de Muovitech est\u00e1 disponible en GHEtool Cloud. En este art\u00edculo, arrojaremos luz sobre el modelo matem\u00e1tico en el que se basa el Turbocollector y exploraremos el concepto de turbulencia de forma m\u00e1s general, bas\u00e1ndonos en un art\u00edculo reciente de Niklas Hidman.<\/p>","protected":false},"template":"","pdf-article":[85],"authors":[39],"knowledgebase-category":[67],"class_list":["post-4108","knowledgebase","type-knowledgebase","status-publish","hentry","pdf-article-turbocollector","authors-wouter-peere","knowledgebase-category-physics"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/wp-json\/wp\/v2\/knowledgebase\/4108","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/wp-json\/wp\/v2\/knowledgebase"}],"about":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/knowledgebase"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4108"}],"wp:term":[{"taxonomy":"pdf-article","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/wp-json\/wp\/v2\/pdf-article?post=4108"},{"taxonomy":"authors","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/wp-json\/wp\/v2\/authors?post=4108"},{"taxonomy":"knowledgebase-category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/wp-json\/wp\/v2\/knowledgebase-category?post=4108"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}