Simulación CFD de una boquilla abanico-plano pre-orificio

RENAUDO, CARLOS A.; BERTIN, DIEGO E.; BUCALÁ, VERÓNICA

Corrientes y Resistencia

Congreso; CADI- CAEDI 2022. 6to Congreso Argentino de Ingeniería - 12vo Congreso Argentino de enseñanza de ingeniería; 2022

CONFEDI - Consejo Federal de Decanos de Ingeniería

El proceso de atomización es crítico en diferentes industrias, tales como agrícola, química, de alimentos, farmacéutica y metalúrgica. Los modelos matemáticos basados en fluidodinámica computacional permiten analizar la influencia de las propiedades de los fluidos, las condiciones de trabajo y la geometría de la boquilla sobre las distribuciones de tamaño y velocidades de las gotas atomizadas. En estos modelos, el sistema puede ser representado en 2 o 3 dimensiones, como una o múltiples fases y con diferentes comportamientos turbulentos en el flujo. En este trabajo se analiza, mediante fluidodinámica computacional, el comportamiento del fluido dentro de una boquilla con pre-orificio TeeJet TT11003, comúnmente empleada en pulverizaciones agrícolas. En particular, se analiza la variación de la presión durante la atomización y la velocidad y energía cinética promedios a la salida de la boquilla. Se comparan los resultados obtenidos por simulaciones de una fase realizadas con Ansys Fluent 19 y Openfoam 9. A su vez se analizan diferentes representaciones del sistema, tanto en geometría (dos o tres dimensiones), como en fenómenos físicos (una o dos fases, y utilizando diferentes modelos de turbulencia). Finalmente, se reportan las ventajas y desventajas de los diferentes enfoques. De los enfoques analizados, la simulación de una fase en tres dimensiones y estado estacionario es la que presenta mayores ventajas en tiempo de computación y resultados obtenidos. Se concluye que, en el caso de la simulación en 2 dimensiones, es necesario reajustar la geometría o las condiciones de borde para representar correctamente el sistema.