Análisis de la Eficiencia de Mezcla Hidráulica en Modelos Ampliamente Utilizados de Micromezcladores
Autores: Minakov, Andrey V.; Lobasov, Alexander S.; Shebeleva, Anna A.; Shebelev, Alexander V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Análisis de la Eficiencia de Mezcla Hidráulica en Modelos Ampliamente Utilizados de Micromezcladores
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Resultados
Estudio sistemático
Micromezcladores
Pasivos
Reactores de microestructura
Modos de mezcla
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, presentamos los resultados de un estudio numérico sistemático de los modos de flujo y mezcla de fluidos en micromezcladores de varias configuraciones, en particular, un análisis de micromezcladores pasivos, los más utilizados en la práctica, así como los principales métodos para intensificar la mezcla. Las ventajas de los reactores de microestructura pueden reducir significativamente los tiempos de reacción y aumentar la productividad en comparación con los reactores de volumen tradicional. Se consideraron cuatro geometrías diferentes de micromezcladores, incluyendo el microcanal recto en forma de T. Se analizaron el efecto de los patrones geométricos de los micromezcladores, así como el número de Reynolds en los regímenes de flujo y la eficiencia de mezcla. El número de Reynolds varió de 1 a 300. A diferencia de otros estudios, la eficiencia de los mezcladores considerados se comparó por primera vez con el costo de la pérdida de presión durante el bombeo. Como resultado, se determinó la eficiencia del micromezclador más óptimo en términos de mezcla hidráulica y los rangos de operación óptimos. Se mostró que la máxima eficiencia de mezcla normalizada en todo el rango de números de Re se observó para un mezclador en el que ocurre una intensificación de la mezcla basada en vórtices debido al flujo que gira en cámaras cilíndricas. Este mezclador permite mezclar los fluidos 600 veces más eficientemente que un mezclador en T recto, manteniendo todas las demás condiciones iguales.
Descripción
En este artículo, presentamos los resultados de un estudio numérico sistemático de los modos de flujo y mezcla de fluidos en micromezcladores de varias configuraciones, en particular, un análisis de micromezcladores pasivos, los más utilizados en la práctica, así como los principales métodos para intensificar la mezcla. Las ventajas de los reactores de microestructura pueden reducir significativamente los tiempos de reacción y aumentar la productividad en comparación con los reactores de volumen tradicional. Se consideraron cuatro geometrías diferentes de micromezcladores, incluyendo el microcanal recto en forma de T. Se analizaron el efecto de los patrones geométricos de los micromezcladores, así como el número de Reynolds en los regímenes de flujo y la eficiencia de mezcla. El número de Reynolds varió de 1 a 300. A diferencia de otros estudios, la eficiencia de los mezcladores considerados se comparó por primera vez con el costo de la pérdida de presión durante el bombeo. Como resultado, se determinó la eficiencia del micromezclador más óptimo en términos de mezcla hidráulica y los rangos de operación óptimos. Se mostró que la máxima eficiencia de mezcla normalizada en todo el rango de números de Re se observó para un mezclador en el que ocurre una intensificación de la mezcla basada en vórtices debido al flujo que gira en cámaras cilíndricas. Este mezclador permite mezclar los fluidos 600 veces más eficientemente que un mezclador en T recto, manteniendo todas las demás condiciones iguales.