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Estudio del flujo interno en un desacelerador de flujo de nitrógeno líquido a través del efecto de remolino que consiste en un sistema de inyección criogénica tipo chorro para la congelación de alimentos

Autores: Arriaga, Ian; Sayán, Jasuo; Ronceros, Julio; Klusmann, Mirko; Albatrino, Renzo; Raymundo, Carlos; Zapata, Gianpierre; Ronceros, Gustavo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Estudio del flujo interno en un desacelerador de flujo de nitrógeno líquido a través del efecto de remolino que consiste en un sistema de inyección criogénica tipo chorro para la congelación de alimentos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Cámara criogénica
Dinámica de flujo interno
Inyección de nitrógeno líquido
Efecto de remolino
Colocación de atomizadores
Proceso de congelación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este artículo aborda el estudio de la dinámica del flujo interno dentro de una cámara criogénica diseñada para congelar alimentos mediante inyección de nitrógeno líquido. La cámara presenta una sección circular con atomizadores tipo chorro colocados estratégicamente para este propósito. El objetivo principal es extender el tiempo de residencia del fluido criogénico dentro de la cámara para garantizar una congelación uniforme y efectiva de los alimentos que pasan. Esto se logra induciendo un efecto de remolino a través de la desaceleración estratégica del flujo utilizando los atomizadores. La colocación meticulosa de estos atomizadores en intervalos periódicos a lo largo de las paredes internas de la cámara cilíndrica asegura una recirculación prolongada del flujo interno. El análisis de la temperatura interna es crucial para garantizar el proceso de congelación. El estudio se apoya en un análisis numérico en CFD ANSYS para evaluar la dinámica del efecto de remolino y los parámetros asociados con la interfaz nitrógeno-aire, a partir de los cuales obtenemos un análisis sofisticado gracias al diseño de una malla hexaédrica realizada con mayor detalle en ICEM CFD. Este enfoque tiene como objetivo comprender el comportamiento del flujo interno y su correlación con la complejidad del diseño del sistema criogénico, utilizando presiones de inyección de nitrógeno variables y la colocación estratégica de los atomizadores como parámetros fundamentales para optimizar el diseño del sistema.

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