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Predicción de la Erosión de la Pared Interna de un Hidrociclón Basada en CFD-DPM

Autores: Wu, Ziyang; Zheng, Gangfeng; Li, Shuntang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Predicción de la Erosión de la Pared Interna de un Hidrociclón Basada en CFD-DPM


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Mecanismo de erosión
Hidrociclones
Dinámica de fluidos computacional
Modelo de fase discreta
Flujo de partículas
Distribución de erosión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El mecanismo de erosión de los hidrociclones bajo condiciones de columna de aire aún no está claro. En este artículo, se adopta la tecnología de Dinámica de Fluidos Computacional-Modelo de Fase Discreta (CFD-DPM) para realizar simulaciones transitorias del flujo trifásico (líquido-gas-sólido) dentro de un hidrociclón. Se adoptan el Modelo de Estrés de Reynolds (RSM) y el modelo de Volumen de Fluido (VOF) para simular el campo de flujo de la fase continua dentro del hidrociclón, mientras que el DPM acoplado con el modelo de erosión de Oka se utiliza para predecir el flujo de partículas y los mecanismos de erosión en cada pared dentro del hidrociclón. Los tamaños de partículas considerados son 15 m, 30 m, 60 m, 100 m, 150 m y 200 m, respectivamente, con una densidad de 2600 kg/m3. La velocidad de las partículas es consistente con la velocidad del fluido a 5 m/s, la tasa de flujo másico total es de 6 g/s y la fracción de volumen es inferior al 10%. Los resultados indican que la sección del cono sufre la erosión más severa, seguida por el tubo de desbordamiento, la sección de columna, la sección de alimentación y la sección del techo. La erosión en la sección del cono alcanza su valor máximo cerca del puerto de desagüe, con una tasa de erosión aproximadamente 6.8 veces mayor que la de la sección superior del cono. La distribución de erosión en el tubo de desbordamiento es desigual. La erosión de la sección de columna exhibe una distribución en bandas espirales con un paso relativamente grande. La tasa de erosión en la sección de alimentación es aproximadamente 1.47 veces mayor que la de la sección del techo.

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