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Estudio Experimental y Simulación Numérica de Parámetros Hidrodinámicos de Turbinas de Remolino Tangencial

Autores: Voinov, Nikolai A.; Frolov, Alexander S.; Bogatkova, Anastasiya V.; Zemtsov, Denis A.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Estudio Experimental y Simulación Numérica de Parámetros Hidrodinámicos de Turbinas de Remolino Tangencial


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Química

Palabras clave

Nuevos perfilados
Difusores anulares de canal tangencial
Coeficiente de arrastre hidráulico
Simulación numérica
Software OpenFOAM
Caída de presión
Difusor tangencial
Número de Reynolds
Parámetros estructurales del canal
Parámetros geométricos
Tiempo de cálculo.

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 14

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento presenta y patenta nuevos difusores de canal perfilado y anular con un coeficiente de arrastre hidráulico de 1.8 a 3 veces menor en comparación con los difusores con paredes de canal rectas a la misma tasa de flujo, respectivamente. Se presentan los resultados de la simulación numérica de la velocidad del gas y los perfiles de presión para los canales de difusores tangenciales de diferentes estructuras. La modelización se llevó a cabo con la ayuda del software OpenFOAM utilizando el modelo de turbulencia k-. Se encontró que la forma del perfil de velocidad en la entrada del canal tiene una influencia decisiva en el coeficiente de arrastre del difusor. La mayor contribución al coeficiente de arrastre total del difusor tangencial proviene de la caída de presión en la entrada del canal en comparación con la caída de presión en la pared del canal y la salida del canal. Se presentan las dependencias experimentales del coeficiente de arrastre de los difusores tangenciales en función del número de Reynolds con un criterio de gas de 2000-20,000 y los siguientes parámetros estructurales del canal: ancho de 1, 2-9 mm, altura de 1, 5-10 mm, número de 5-45 unidades, ángulo de inclinación de 0-45 grados. Los datos experimentales se compararon con los cálculos de modelización y se logró la convergencia de los datos. Se ha determinado la dependencia generalizada para la medición del coeficiente de arrastre hidráulico de tres tipos de difusores tangenciales considerando el efecto de los parámetros geométricos (tasa de flujo, ancho y altura del canal, ángulo de inclinación de la pared) sobre la caída de presión; esto puede ser útil en la etapa de diseño de la unidad, ya que permite reducir el tiempo de cálculo de los parámetros del difusor.

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