Resumen

FIERRO, E.; FALCONES, H.  y  RAMIREZ, L.. Proposal to Improve the Design of a Brake Drum Cooling System for a 650 Hp Drawworks Through Thermal Analysis and Computational Fluid Dynamics Simulation. Enfoque UTE [online]. 2026, vol.17, n.1, pp.43-53. ISSN 1390-6542.  https://doi.org/10.29019/enfoqueute.1212.

El siguiente trabajo presenta una propuesta para mejorar el sistema de enfriamiento de los tambores de freno de un malacate de 650 HP, que es crucial en las operaciones de reacondicionamiento de pozos petroleros. Para lograrlo, se ejecutó un análisis térmico y de dinámica de fluidos computacional (CFD) utilizando el software ANSYS Student, donde se modeló el sistema actual y se simularon diferentes escenarios de enfriamiento. Se evaluó el comportamiento del fluido refrigerante y se diseñó una solución más eficiente que incluye un intercambiador de calor. Los resultados indicaron que, con una temperatura inicial del tambor a 300 °C, el sistema de enfriamiento con agua actual calienta el fluido a 56 °C; luego de esto, va directo a un tanque de 30 m3 que hace las veces de amortiguador térmico, el cual, por su gran capacidad, logra enfriar el agua a un rango entre 31 y 32 °C en estado transitorio. Mientras la mejora propuesta, al implementar un intercambiador de calor, reduce directamente la temperatura del agua de refrigeración a 32 °C en estado transitorio. Además, se mejoró el volumen del tanque, pasando de 30 m3 a solo 6 m3, lo que disminuye considerablemente el consumo de agua sin afectar el rendimiento térmico. Finalmente, se verificó que la bomba centrífuga utilizada es adecuada para mantener la presión necesaria en todo el circuito. La siguiente propuesta no solo mejora la eficiencia del sistema, sino que también reduce el riesgo de fallas mecánicas, ahorra recursos y la eficiencia operativa.

Palabras clave : Malacate; freno de tambor; sistema de enfriamiento; CFD; Ansys; intercambiador de calor; análisis térmico.

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