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Simulación de Grandes Remolinos de un Hidrociclón con un Núcleo de Aire Usando Modelos de Dos Fluidos y Volumen de Fluido

Autores: Fayed, Hassan; Bukhari, Mustafa; Ragab, Saad

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Simulación de Grandes Remolinos de un Hidrociclón con un Núcleo de Aire Usando Modelos de Dos Fluidos y Volumen de Fluido


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Simulaciones de grandes remolinos
Flujo bifásico
Hidrociclón
Modelos
Resoluciones de malla
Estructuras de turbulencia

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se han realizado simulaciones de grandes remolinos para el flujo bifásico (agua y aire) en un hidrociclón utilizando modelos de Dos Fluidos (Euler-Euler) y Volumen de Fluido (VOF). Las tensiones subrejilla se modelan utilizando un modelo de viscosidad de remolino dinámica, y los resultados se comparan con los obtenidos mediante el modelo de Smagorinsky. Se han investigado a fondo los efectos de las resoluciones de la malla en el flujo medio y las estadísticas de turbulencia. Se han utilizado cinco mallas estructuradas de 0.72, 1.47, 2.4, 3.81 y 7.38 millones de elementos para las simulaciones del hidrociclón de 75 mm de Hsieh. Los perfiles de velocidad media y las tensiones normales de Reynolds se han comparado con datos experimentales. Los resultados del modelo de dos fluidos están en buen acuerdo con los del modelo VOF. Se necesita una malla fina en las direcciones axial y radial para capturar la estructura vórtice turbulenta. Las estructuras de turbulencia en el hidrociclón están dominadas por vórtices helicoidales alrededor del núcleo de aire. Se analizan los espectros de energía en diferentes puntos del hidrociclón, y se identifican regiones de baja energía cinética turbulenta, atribuyéndolas a los efectos estabilizadores del componente de velocidad de remolino.

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