Investigación Numérica de la Interacción de Burbujas de Gas en un Canal de Sección Transversal Circular en Flujo de Corte
Autores: Santos, Daniel B. V.; Oliveira, Gustavo P.; Mangiavacchi, Norberto; Valluri, Prashant; Anjos, Gustavo R.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación Numérica de la Interacción de Burbujas de Gas en un Canal de Sección Transversal Circular en Flujo de Corte
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Interacciones
Burbujas de gas
Flujo de fluidos
Investigación numérica
Números de Reynolds
Números de Weber
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo de este trabajo es investigar numéricamente las interacciones entre dos burbujas de gas en un flujo de fluido en un canal de sección transversal circular, tanto en presencia como en ausencia de fuerzas gravitacionales, con varios números de Reynolds y Weber. La primera burbuja se coloca en el centro del canal, mientras que la segunda está cerca de la pared. Sus posiciones se establecen de tal manera que se espera que ocurra una interacción dinámica debido a sus diferencias de velocidad. Se utiliza una herramienta numérica de elementos finitos para resolver las ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles y simular el flujo bifásico utilizando una malla no ajustada para representar la interfaz del fluido, similar al método de seguimiento de frentes. Los resultados muestran que el gradiente de velocidad influye en las formas de las burbujas cerca de la pared. Además, una menor viscosidad y fuerza de tensión superficial dan lugar a interacciones más significativas, tanto en la forma de la burbuja como en la trayectoria. En este escenario, se puede observar que una burbuja queda atrapada en la estela de la otra, con la proximidad posiblemente permitiendo el inicio de la coalescencia. Los resultados obtenidos contribuyen a una comprensión más profunda de los flujos internos bifásicos.
Descripción
El objetivo de este trabajo es investigar numéricamente las interacciones entre dos burbujas de gas en un flujo de fluido en un canal de sección transversal circular, tanto en presencia como en ausencia de fuerzas gravitacionales, con varios números de Reynolds y Weber. La primera burbuja se coloca en el centro del canal, mientras que la segunda está cerca de la pared. Sus posiciones se establecen de tal manera que se espera que ocurra una interacción dinámica debido a sus diferencias de velocidad. Se utiliza una herramienta numérica de elementos finitos para resolver las ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles y simular el flujo bifásico utilizando una malla no ajustada para representar la interfaz del fluido, similar al método de seguimiento de frentes. Los resultados muestran que el gradiente de velocidad influye en las formas de las burbujas cerca de la pared. Además, una menor viscosidad y fuerza de tensión superficial dan lugar a interacciones más significativas, tanto en la forma de la burbuja como en la trayectoria. En este escenario, se puede observar que una burbuja queda atrapada en la estela de la otra, con la proximidad posiblemente permitiendo el inicio de la coalescencia. Los resultados obtenidos contribuyen a una comprensión más profunda de los flujos internos bifásicos.