Estudio numérico y experimental de la eficiencia de mezclado en junturas X

GOMBA, JUAN MANUEL; CORREA, PABLO GÉRMAN; CACHILE, MARIO; CORREA, PABLO GÉRMAN; CACHILE, MARIO; MAC INTYRE, JONATAN; MAC INTYRE, JONATAN; GOMBA, JUAN MANUEL

La Plata

Congreso; 14° Reunión sobre Recientes Avances en Física de Fluidos y sus Aplicaciones; 2016

En este trabajo se presentan resultados sobre el estudio del flujo de dos líquidos miscibles dentro de canales que se intersecan formando un ángulo (juntura X). En esta geometría, se identifican dos entradas y dos salidas, y en particular se estudia el ingreso de dos líquidos idénticos de manera enfrentada. Se estudia de manera numérica y experimental del efecto del número Re (1<Re<70) sobre la eficiencia del mezclado para un ángulo de cruce de 90° y secciones transversales de los canales circulares y cuadradas.El estudio numérico es llevado a cabo por medio de un código 3D en elementos  finitos, el cual permite trazar las líneas de corriente y caracterizar el flujo en los  conductos. Paralelamente, en los experimentos, marcando uno de los líquidos con un trazador, la visualización se realiza mediante técnicas de transmisión de luz y de fluorescencia.La eficiencia de mezclado se calcula para distintas posiciones a lo largo de un canal de salida, encontrando que a medida que aumenta el Re disminuye la eficiencia debido a que el proceso de mezclado es difusivo. Sin embargo se encuentra que para Re>60 el flujo deja de ser estacionario y la eficiencia de mezclado experimenta un aumento notable. Se observan oscilaciones en el flujo para los Re más elevados, las cuales se comparan con aquellas obtenidas en las simulaciones numéricas.