Análisis numérico de un problema de galvanoplastia sin electricidad en flujo bifásico gas-líquido
Autores: Wu, Po-Yi; Pironneau, Olivier; Shih, Po-Shao; Kao, ChengHeng Robert
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Análisis numérico de un problema de galvanoplastia sin electricidad en flujo bifásico gas-líquido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Plataforma sin electrodos
Microcanales
Simulación numérica
Fase gaseosa
Modelo promediado por volumen
Ecuaciones de convección-difusión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El recubrimiento sin electrolitos en microcanales es una tecnología en auge en la industria. En muchos sistemas de recubrimiento sin electrolitos, se genera gas hidrógeno durante el proceso. Se propone y analiza un método de simulación numérica. A escala micrométrica, se debe abordar el movimiento de la fase gaseosa para que el recubrimiento funcione sin problemas. Dado que las burbujas se generan de manera aleatoria y en todas partes, se aplica un modelo de dos fases, dos velocidades y un flujo de presión promediado por volumen. Este sistema de fluidos se acopla con un conjunto de ecuaciones de convección-difusión para los productos químicos sujetos a condiciones de frontera de flujo para el balance de electrones. Se considera el límite móvil debido al recubrimiento. Se utiliza el método de elementos finitos de Galerkin-característica para las discretizaciones temporales y espaciales; se prueba la correcta formulación del esquema numérico. Se realizan estudios numéricos en dos dimensiones para validar el modelo en comparación con modelos unidimensionales anteriores y un experimento dedicado que se ha establecido para visualizar la distribución de burbujas.
Descripción
El recubrimiento sin electrolitos en microcanales es una tecnología en auge en la industria. En muchos sistemas de recubrimiento sin electrolitos, se genera gas hidrógeno durante el proceso. Se propone y analiza un método de simulación numérica. A escala micrométrica, se debe abordar el movimiento de la fase gaseosa para que el recubrimiento funcione sin problemas. Dado que las burbujas se generan de manera aleatoria y en todas partes, se aplica un modelo de dos fases, dos velocidades y un flujo de presión promediado por volumen. Este sistema de fluidos se acopla con un conjunto de ecuaciones de convección-difusión para los productos químicos sujetos a condiciones de frontera de flujo para el balance de electrones. Se considera el límite móvil debido al recubrimiento. Se utiliza el método de elementos finitos de Galerkin-característica para las discretizaciones temporales y espaciales; se prueba la correcta formulación del esquema numérico. Se realizan estudios numéricos en dos dimensiones para validar el modelo en comparación con modelos unidimensionales anteriores y un experimento dedicado que se ha establecido para visualizar la distribución de burbujas.