Resumen

En este trabajo se desarrolló un modelo matemático euleriano fundamental para estudiar el flujo de fluidos y los fenómenos de mezclado en cucharas de aluminio equipadas con rotor para el tratamiento de deshidrogenización. Con este modelo se analizó el efecto de parámetros críticos del proceso como la velocidad del rotor, la profundidad de inmersión, el caudal de gas y el tipo de rotor sobre el comportamiento de mezcla y la formación de vórtices. El modelo simula el funcionamiento con y sin inyección de gas y se desarrolló en el código comercial CFD PHOENICS 3.4 para resolver todas las ecuaciones de conservación que rigen el proceso, es decir, continuidad, Navier-Stokes turbulento 3D y el modelo de turbulencia k-e para un problema de flujo de fluido bifásico utilizando el algoritmo de deslizamiento entre fases (IPSA). Para representar de forma realista el proceso, se dibujaron la forma del horno y tres tipos de impulsores empleando coordenadas ajustadas al cuerpo (Body Fitted Coordinates, BFC). De los resultados se concluyó que el comportamiento de mezcla depende en gran medida de la velocidad del rotor y del tipo de rotor. El tiempo de mezcla mejora cuando 1) El impulsor está situado a una profundidad de 0,229 m en el baño de aluminio, 2) Utilizando altas velocidades del rotor, 3) Utilizando cucharas con una alta relación de aspecto de Diámetro a Altura, y 4)Utilizando un impulsor con muescas.

• Materias:Simulación de fluidos Modelado matemático Aluminio Dinámica de fluidos
• Subjects:Fluid simulation Mathematical modeling Aluminum Fluid dynamics
• Palabras claves:Modelado matemático; Flujos bifásicos; Vórtice; Superficie libre; Mezcla
• Keywords:Mathematical modeling; Two-phase flows; Vortex; Free surface; Mixing