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Evaluación y Predicción de la Inclusión de Aire y Formación de Géisers en un Desagüe Inferior: Observaciones de Campo y Simulación CFD

Autores: Yang, James; Teng, Penghua; Nan, Junhu; Li, Shicheng; Ansell, Anders

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Evaluación y Predicción de la Inclusión de Aire y Formación de Géisers en un Desagüe Inferior: Observaciones de Campo y Simulación CFD


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Entrainment de aire
Salida inferior
Eje de compuerta
Fluctuaciones de flujo
Explosiones
Flujos de dos fases

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La entrada de aire en la toma de un desagüe inferior a menudo da lugar a bolsas de aire en su conducto y a la formación de géiseres. El desagüe en cuestión comprende una compuerta de tabique, un eje de compuerta, un conducto horizontal y una salida. Las operaciones muestran que sufre fluctuaciones de flujo apreciables y expulsiones en el agua de cola, lo que conduce a restricciones en la operación de la compuerta. Con el propósito de entender el fenómeno hidráulico, se realizan tanto pruebas de descarga en prototipos como modelado de dinámica de fluidos computacional (CFD) en tres dimensiones de flujos de dos fases. El enfoque operativo de la instalación son las aperturas de compuerta pequeñas y grandes. Los resultados de CFD revelan que, con aire entrado en el eje de la compuerta, la ruptura y coalescencia continua de burbujas de aire en el conducto caracterizan el flujo. En aperturas pequeñas por debajo de 1 metro, el flujo aire-agua se caracteriza por expulsiones distintas de frecuencia regular o liberación continua de aire. En términos de comportamientos de géiser, la concordancia es buena entre los estudios de campo y numéricos. En aperturas grandes, la compuerta queda completamente sumergida y el flujo se descarga sin entrada de aire ni expulsiones. El artículo muestra las características del flujo aire-agua en un diseño típico de desagüe inferior en Suecia, que se pretende servir como ilustración del procedimiento de estudio para otros desagües similares.

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