La Influencia del Remolino de Entrada en los Procesos de Cavitación y Mezcla en un Tubo Venturi
Autores: Shi, Hongbo; Nikrityuk, Petr
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
La Influencia del Remolino de Entrada en los Procesos de Cavitación y Mezcla en un Tubo Venturi
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio
Mezcla de flujos
Tubo Venturi cavitante
Flujos en remolino
Cavitación
Relaciones de remolino
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Se presenta un estudio sobre los flujos de mezcla (número de Schmidt = 103) en un tubo Venturi con cavitación que presenta flujos lineales y en remolino. Se emplearon el modelo de turbulencia de Simulación de Grandes Vórtices (LES), el modelo de cavitación de Schnerr-Sauer y el modelo multifásico de mezcla, tal como se implementa en el software comercial CFD ANSYS FLUENT 16.2. El énfasis principal se centra en la influencia de diferentes relaciones de remolino en la generación de cavitación y comportamientos de mezcla en un tubo Venturi. Se investigaron cuatro regímenes de entrada diferentes para el número de Reynolds Re = 19,044, 19,250, 19,622, 21,276: sin remolino, 15% de remolino, 25% de remolino y 50% de remolino en relación con la velocidad de entrada transversal, respectivamente. Los perfiles de velocidad y presión calculados mostraron una buena concordancia con los datos experimentales de la literatura. Los resultados predichos indican que el flujo de remolino impuesto aleja las burbujas de cavitación de las superficies de la garganta hacia el eje de la garganta. La mezcla rápida entre dos componentes volumétricos se promueve en la sección divergente cuando se introduce un remolino intenso. Además, el aumento en la relación de remolino de 0.15 a 0.5 conduce a un aumento lineal en la caída de presión estática y a un aumento no lineal en la producción de vapor. La reducción en la relación de viscosidad del fluido de 21=10 a 21=1 genera una alta intensidad de cavitación en la garganta del tubo Venturi. Sin embargo, los cambios en la caída de presión y la fracción de volumen de vapor son significativamente pequeños en el flujo de agua pura.
Descripción
Se presenta un estudio sobre los flujos de mezcla (número de Schmidt = 103) en un tubo Venturi con cavitación que presenta flujos lineales y en remolino. Se emplearon el modelo de turbulencia de Simulación de Grandes Vórtices (LES), el modelo de cavitación de Schnerr-Sauer y el modelo multifásico de mezcla, tal como se implementa en el software comercial CFD ANSYS FLUENT 16.2. El énfasis principal se centra en la influencia de diferentes relaciones de remolino en la generación de cavitación y comportamientos de mezcla en un tubo Venturi. Se investigaron cuatro regímenes de entrada diferentes para el número de Reynolds Re = 19,044, 19,250, 19,622, 21,276: sin remolino, 15% de remolino, 25% de remolino y 50% de remolino en relación con la velocidad de entrada transversal, respectivamente. Los perfiles de velocidad y presión calculados mostraron una buena concordancia con los datos experimentales de la literatura. Los resultados predichos indican que el flujo de remolino impuesto aleja las burbujas de cavitación de las superficies de la garganta hacia el eje de la garganta. La mezcla rápida entre dos componentes volumétricos se promueve en la sección divergente cuando se introduce un remolino intenso. Además, el aumento en la relación de remolino de 0.15 a 0.5 conduce a un aumento lineal en la caída de presión estática y a un aumento no lineal en la producción de vapor. La reducción en la relación de viscosidad del fluido de 21=10 a 21=1 genera una alta intensidad de cavitación en la garganta del tubo Venturi. Sin embargo, los cambios en la caída de presión y la fracción de volumen de vapor son significativamente pequeños en el flujo de agua pura.