Modelo Base para Flujos Burbujeantes: Simulación de Flujo Monodisperso en Tuberías de Diferentes Diámetros
Autores: Kriebitzsch, Sebastian; Rzehak, Roland
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2016
Acceso abierto
Artículo científico
2016
Modelo Base para Flujos Burbujeantes: Simulación de Flujo Monodisperso en Tuberías de Diferentes Diámetros
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Simulaciones de CFD
Flujo multifásico
Modelado de dos fluidos
Términos de intercambio interfacial
Datos experimentales
Modelado de turbulencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Las simulaciones CFD del flujo multifásico en equipos técnicos son viables dentro del marco de los continuos interpenetrantes, el llamado modelado de dos fluidos. Las predicciones con CFD multifásico solo son posibles si se dispone de un conjunto fijo de cierres para los términos de intercambio interfacial que ha sido validado para un amplio rango de condiciones de flujo y que, por lo tanto, puede utilizarse de manera confiable también para problemas de flujo desconocidos. Con este fin, se ha especificado recientemente un modelo base, que es aplicable para flujo burbujeante adiabático, y se ha implementado en OpenFOAM. En este trabajo, comparamos los resultados de simulación obtenidos utilizando el modelo base con tres conjuntos diferentes de datos experimentales para flujo de gas-líquido disperso en tuberías. Se han utilizado aire y agua bajo condiciones de flujo similares en los diferentes experimentos, de modo que la principal diferencia entre los experimentos es la variación del diámetro de la tubería de 25 mm a 200 mm. La fracción de gas y la velocidad del líquido se reproducen razonablemente bien, en particular en el núcleo del flujo. Se pueden observar discrepancias en la energía cinética turbulenta, la velocidad del gas y en los picos de pared de la fracción de gas. Estas pueden explicarse en parte por el modelado simplificado, pero en cierta medida deben atribuirse a la incertidumbre en los datos experimentales. Se destaca la necesidad de mejorar el modelado cerca de la pared, el modelado de turbulencia y el modelado de la distribución del tamaño de burbujas.
Descripción
Las simulaciones CFD del flujo multifásico en equipos técnicos son viables dentro del marco de los continuos interpenetrantes, el llamado modelado de dos fluidos. Las predicciones con CFD multifásico solo son posibles si se dispone de un conjunto fijo de cierres para los términos de intercambio interfacial que ha sido validado para un amplio rango de condiciones de flujo y que, por lo tanto, puede utilizarse de manera confiable también para problemas de flujo desconocidos. Con este fin, se ha especificado recientemente un modelo base, que es aplicable para flujo burbujeante adiabático, y se ha implementado en OpenFOAM. En este trabajo, comparamos los resultados de simulación obtenidos utilizando el modelo base con tres conjuntos diferentes de datos experimentales para flujo de gas-líquido disperso en tuberías. Se han utilizado aire y agua bajo condiciones de flujo similares en los diferentes experimentos, de modo que la principal diferencia entre los experimentos es la variación del diámetro de la tubería de 25 mm a 200 mm. La fracción de gas y la velocidad del líquido se reproducen razonablemente bien, en particular en el núcleo del flujo. Se pueden observar discrepancias en la energía cinética turbulenta, la velocidad del gas y en los picos de pared de la fracción de gas. Estas pueden explicarse en parte por el modelado simplificado, pero en cierta medida deben atribuirse a la incertidumbre en los datos experimentales. Se destaca la necesidad de mejorar el modelado cerca de la pared, el modelado de turbulencia y el modelado de la distribución del tamaño de burbujas.