Simulación de flujo turbulento dentro de un separador tipo ciclón usando Large Eddy Simulation

HORACIO A. PETIT; MIRTA R. BARBOSA,

MECANICA COMPUTACIONAL

AMCA

Lugar: Mendoza; Año: 2013 vol. 22 p. 3705 - 3714

1666-6070

Los ciclones se utilizan en la industria con dos objetivos básicos: limpieza de airey clasificación de material particulado. Son equipos constructivamente sencillos, de bajocosto y fácil mantenimiento. Sin embargo, el flujo en su interior es altamente turbulento, porlo que la fluidodinámica computacional (CFD) resulta el método ideal para abordar elproblema desde el punto de vista numérico, a través de simulaciones del flujo. Para realizarlas simulaciones se utilizan modelos de turbulencia, siendo uno de ellos el modelo LargeEddy Simulation (LES). El resultado de la simulación depende de diversos factores, entreellos de la malla utilizada para el dominio.En este trabajo se simula el flujo dentro de un separador ciclónico de tipo Stairmandempleando un software comercial de volúmenes finitos. Se utiliza una malla no estructuraday el modelo de turbulencia LES. Se analiza la calidad de las simulaciones comparándolas condatos experimentales de la bibliografía. Se considera que el ciclón opera en condicionesambientales, con un numero de Reynolds a la entrada de 2.8 10E5.Los perfiles de velocidades tangenciales presentan un buen ajuste a los datos experimentales.El incremento en el número de volúmenes genera un importante aumento en el tiempo decómputo que no se refleja notablemente en una mayor resolución de los perfiles de velocidadtangencial obtenidos.El perfil de velocidad axial muestra mayor dependencia de malla en la zona central delseparador. Por otra parte, esta zona es la más afectada por las fluctuaciones en el flujo.Los valores de caída de presión obtenidos a partir de las simulaciones resultanrazonablemente comparables con el valor experimental y el de los modelos empíricos