Predicciones Computacionales para Fluidos de Boger y Flujo de Contracción Circular bajo Diversas Relaciones de Aspecto
Autores: López-Aguilar, J. Esteban; Tamaddon-Jahromi, Hamid R.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Predicciones Computacionales para Fluidos de Boger y Flujo de Contracción Circular bajo Diversas Relaciones de Aspecto
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio de modelado
Experimental
Fluidos de Boger
Flujo de contracción
Propiedades reológicas
Respuesta de tensión normal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo presenta un estudio de modelado contrastado con experimentos, centrado en el flujo de contracción circular abrupta de dos fluidos de Boger altamente elásticos con viscosidad de corte constante, es decir, un poliacrilamida disuelta en jarabe de maíz PAA/CS (Fluido-1) y un poliisobutileno disuelto en polibuteno PIB/PB (Fluido-2), en diversas geometrías de relación de contracción. Además, este trabajo va de la mano con la correspondencia de las caídas de presión experimentales observadas en flujos de contracción con relaciones de aspecto de 4:1 y 8:1, como se describe experimentalmente en la literatura. En este estudio, los hallazgos experimentales, para fluidos de Boger con características severas de endurecimiento por deformación, revelan características significativas de evolución de vórtices, correlacionadas con una fase de caída de presión mejorada y respuesta de tensión normal en la región de la esquina. Se muestra cómo tal comportamiento puede ser replicado a través de simulaciones y las dependencias reológicas que son necesarias para lograrlo. Las soluciones predictivas con un algoritmo híbrido avanzado de elementos finitos/volumen (fe/fv) son capaces de elucidar las propiedades reológicas (viscosidad extensional y respuesta de tensión normal) que rigen tal evolución de mejora de vórtices. Esto se logra mediante el uso de la nueva familia de fluidos swanINNFM(q), a través de la variante del modelo swIM, con su fuerte y eficiente control sobre las propiedades de elongación.
Descripción
Este trabajo presenta un estudio de modelado contrastado con experimentos, centrado en el flujo de contracción circular abrupta de dos fluidos de Boger altamente elásticos con viscosidad de corte constante, es decir, un poliacrilamida disuelta en jarabe de maíz PAA/CS (Fluido-1) y un poliisobutileno disuelto en polibuteno PIB/PB (Fluido-2), en diversas geometrías de relación de contracción. Además, este trabajo va de la mano con la correspondencia de las caídas de presión experimentales observadas en flujos de contracción con relaciones de aspecto de 4:1 y 8:1, como se describe experimentalmente en la literatura. En este estudio, los hallazgos experimentales, para fluidos de Boger con características severas de endurecimiento por deformación, revelan características significativas de evolución de vórtices, correlacionadas con una fase de caída de presión mejorada y respuesta de tensión normal en la región de la esquina. Se muestra cómo tal comportamiento puede ser replicado a través de simulaciones y las dependencias reológicas que son necesarias para lograrlo. Las soluciones predictivas con un algoritmo híbrido avanzado de elementos finitos/volumen (fe/fv) son capaces de elucidar las propiedades reológicas (viscosidad extensional y respuesta de tensión normal) que rigen tal evolución de mejora de vórtices. Esto se logra mediante el uso de la nueva familia de fluidos swanINNFM(q), a través de la variante del modelo swIM, con su fuerte y eficiente control sobre las propiedades de elongación.