En este artículo se analizó el desempeño de los turbuladores helicoidales al interior de una sección del haz de tubos, presente en el segundo paso de calentamiento de una caldera pirotubular. Se deduce el modelo matemático de la transferencia de calor de los gases de combustión de acuerdo al régimen de fluidez. Para la caracterización del modelo se obtienen los contornos de imagen a partir de fotogrametría digital, apoyados en el software CAD Solidworks para el procesamiento del sólido en 3D. Se realiza la simulación de los flujos de gases que atraviesan estos dispositivos por medio del módulo Flow Simulation, determinando temperatura de gases, componentes de velocidad, transferencia de calor y caídas de presión, comparando los resultados con un entorno sin turbulador. Así mismo se establece un patrón de la trayectoria que obtienen los gases en presencia de los turbuladores.

Se deduce y analiza el modelo matemático de la ebullición en las calderas de tipo pirotubular teniendo en cuenta los primeros estudios de nucleación, y los postulados de carácter empírico que desarrollaron las ecuaciones de comportamiento de evaporación. Se observa la cantidad de energía que es capaz de recibir el agua, detallando los mecanismos por los cuales lo hace. Con estos valores se calcula el coeficiente de transferencia de calor por convección generado en la ebullición, dependiendo de la presión de operación a la cual trabaja la caldera. Además, se calcula el tamaño de las burbujas que se crean alrededor de las superficies de calentamiento, según la orientación horizontal de los tubos y el hogar.

El tubo principal de una caldera denominado hogar, cumple la función de aprovechar la energía liberada por el combustible para efectos de evaporar el agua. Se varía el exceso de aire para observar los cambios en la cantidad de transferencia de calor. Para el estudio se utiliza el software EES.