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Flujo de canal turbulento cargado de burbujas de fluidos de ley de potencia: un estudio de simulación numérica directa

Autores: Bräuer, Felix; Trautner, Elias; Hasslberger, Josef; Cifani, Paolo; Klein, Markus

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Flujo de canal turbulento cargado de burbujas de fluidos de ley de potencia: un estudio de simulación numérica directa


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Influencia
Comportamiento de fluidos no newtonianos
Flujo descendente turbulento cargado de burbujas
Canal vertical
Fluidos de ley de potencia
Fracción de volumen de gas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se investiga la influencia del comportamiento de fluidos no newtonianos en las estadísticas de flujo de un flujo descendente turbulento cargado de burbujas en un canal vertical. Se realiza un estudio de Simulación Numérica Directa (DNS) para fluidos de ley de potencia con índices de ley de potencia de 0.7 (corte delgado), 1 (newtoniano) y 1.3 (corte grueso) en la fase líquida a una fracción de volumen de gas del 6%. El flujo es impulsado hacia abajo por un caudal volumétrico constante correspondiente a un número de Reynolds de fricción de Re~127.3. El número de Eötvös varía entre Eo=0.3125 y Eo=3.75 para investigar la influencia de burbujas cuasi-esféricas así como burbujas oscilantes y, por lo tanto, la interacción de la deformabilidad de las burbujas con el comportamiento de ley de potencia del líquido en masa. Las estadísticas de fluidos de primer y segundo orden resultantes, es decir, la fracción de gas, la velocidad media y los perfiles de fluctuación de velocidad a través del canal, muestran tendencias claras en respuesta a los índices de ley de potencia variables. Además, se observó que las oscilaciones de las burbujas aumentan con la disminución del índice de ley de potencia. En el núcleo del canal, las burbujas aumentan significativamente la tasa de disipación, que, a diferencia de su comportamiento en la pared, muestra órdenes de magnitud similares para todos los índices de ley de potencia.

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