LES de flujo cargado de partículas en codos de tubería agudos con predicciones basadas en datos de ruptura de aglomerados por impactos contra la pared
Autores: Khalifa, Ali; Gollwitzer, Jasper; Breuer, Michael
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
LES de flujo cargado de partículas en codos de tubería agudos con predicciones basadas en datos de ruptura de aglomerados por impactos contra la pared
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Aglomerados
Impacto en la pared
Flujo turbulento bifásico
Redes neuronales artificiales
Enfoque de Euler-Lagrange
Números de Reynolds
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Se estudia la ruptura de aglomerados debido al impacto contra las paredes en un flujo turbulento de dos fases, basado en un modelo recientemente desarrollado que se apoya en dos redes neuronales artificiales (ANNs). El modelo de ruptura está destinado a su aplicación dentro de un enfoque Euler-Lagrange utilizando la suposición de partículas puntuales. Las ANNs fueron entrenadas basándose en simulaciones DEM exhaustivas. En el presente estudio, se aplica toda la metodología de simulación al flujo a través de dos codos de tubería afilados considerando dos números de Reynolds diferentes. En un primer paso, se analizan en detalle las estructuras de flujo del flujo continuo que surge en ambas configuraciones de codo. En un segundo paso, se predice el comportamiento de ruptura de aglomerados compuestos por partículas de sílice esféricas, secas y cohesivas, basado en la nueva metodología de simulación establecida, teniendo en cuenta la aglomeración, la ruptura inducida por el fluido y la ruptura debido al impacto contra las paredes. Se encuentra que este último es el mecanismo dominante que determina la distribución de tamaño resultante en la salida del codo. Dado que las configuraciones son geometrías genéricas encontradas en inhaladores de polvo seco, se puede obtener un conocimiento importante sobre el efecto del número de Reynolds, así como sobre el tipo de diseño (desviación de un paso frente a desviación de dos pasos).
Descripción
Se estudia la ruptura de aglomerados debido al impacto contra las paredes en un flujo turbulento de dos fases, basado en un modelo recientemente desarrollado que se apoya en dos redes neuronales artificiales (ANNs). El modelo de ruptura está destinado a su aplicación dentro de un enfoque Euler-Lagrange utilizando la suposición de partículas puntuales. Las ANNs fueron entrenadas basándose en simulaciones DEM exhaustivas. En el presente estudio, se aplica toda la metodología de simulación al flujo a través de dos codos de tubería afilados considerando dos números de Reynolds diferentes. En un primer paso, se analizan en detalle las estructuras de flujo del flujo continuo que surge en ambas configuraciones de codo. En un segundo paso, se predice el comportamiento de ruptura de aglomerados compuestos por partículas de sílice esféricas, secas y cohesivas, basado en la nueva metodología de simulación establecida, teniendo en cuenta la aglomeración, la ruptura inducida por el fluido y la ruptura debido al impacto contra las paredes. Se encuentra que este último es el mecanismo dominante que determina la distribución de tamaño resultante en la salida del codo. Dado que las configuraciones son geometrías genéricas encontradas en inhaladores de polvo seco, se puede obtener un conocimiento importante sobre el efecto del número de Reynolds, así como sobre el tipo de diseño (desviación de un paso frente a desviación de dos pasos).