Flujos supersónicos en conjuntos tobera-skimmer. Simulaciones fluidodinámicas y verificación experimental.

D. ETCHEPAREBORDA; J. P. CANAL; P. MACEIRA; E. ZEMMA; E. KAÚL; P. FAINSTEIN; J. FIOL; D. FREGENAL; J. FUHR; P. KNOBLAUCH; A. LAMAGNA; N. PACHAO; M. ZARCO

Buenos Aires

Encuentro; 103a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2018

Asociación Fı́sica Argentina

Las expansiones supersónicas son de principal interés en el Proyecto LASIE, en el cual se encuadra este trabajo, ya que con ellas se logran las condiciones necesarias para la separación isotópica asistida por láser.En este trabajo se presenta un estudio teórico-experimental del comportamiento de un flujo supersónico en un conjunto tobera-skimmer con simetrı́a axial. Se utilizó una tobera convergente cónica para generar la expansión hacia un recinto de descarga a baja presión. La pluma supersónica obtenida era interceptada por un skimmer cónico que separaba el núcleo de la pluma de su periferia.Se desarrolló un modelo fluidodinámico computacional de volúmenes finitos de dicho sistema. Este modelo da cuenta de las caracterı́sticas propias de la expansión como el enfriamiento adiabático, la difusión por presión, el transporte de especies, las ondas de choque y el desarrollo de capas lı́mites. El modelo desarrollado fue validado con mediciones experimentales de parámetros macroscópicos fundamentales del flujo: presiones, temperaturas y caudales tanto a la entrada de la tobera como en las dos ramas de salida.El buen acuerdo logrado entre predicciones teóricas y datos experimentales permitirá utilizar este tipo de simulaciones para predecir el comportamiento de estos flujos, ası́ como la explicación y predicción de la posible aparición de fenómenos de interés como la dimerización y la clusterización de gases y mezclas.