Abstract:
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Este proyecto presenta un estudio realizado mediante un software comercial, llamado
FLUENT, sobre agitadores de flujo axial. El software empleado está basado en la Dinámica
de Fluidos Computacional (CFD), que utiliza las ecuaciones de Navier-Stokes para simular
los fenómenos de la fluidodinámica mediante cálculo por ordenador.
Para el estudio se ha escogido un sistema del cual se disponen de datos experimentales
para poder comparar los resultados. Así pues se seleccionó un recipiente cilíndrico agitado
mediante una turbina de flujo axial estándar, del tipo Pitched Blade Turbine Downflow
(PBTD) de seis palas inclinadas 45º.
Una vez efectuado el aprendizaje del software se utilizaron las dos metodologías del cual
dispone para simular sistemas con elementos móviles: Multiple Reference Frame (MRF) y
Sliding Mesh (SM). La primera es una metodología que está enfocada a escenarios
estacionarios, mientras que la segunda lo está a escenarios transitorios. Aparte se realizó un
análisis de sensibilidad en donde se estudió la influencia de la densidad de los elementos de
mallado, del tamaño del volumen móvil y del modelo de turbulencia.
Teniendo en cuenta el funcionamiento del software y del análisis de sensibilidad se
realizaron dos validaciones, una para cada metodología, y sus resultados fueron
contrastados con datos bibliográficos experimentales medidos en un agitador real mediante
un láser Doppler.
A continuación se efectuó un estudio variando el número de Reynolds desde régimen
laminar hasta régimen turbulento, con la finalidad de comprobar la variación de los
parámetros característicos del agitador estudiado. Posteriormente se simuló la entrada de un
segundo fluido en el sistema y se estudió el tiempo de mezcla del agitador en régimen de
turbulencia plena.
Finalmente se presenta una comparación entre los datos obtenidos mediante las
simulaciones en CFD y datos bibliográficos con la finalidad de observar la precisión del
estudio realizado. |