Validacin̤ de la simulacin̤ numřica del flujo bifs̀ico hidrodinm̀ico en sistemas de lecho fluido - Mantilla N. Irla; Gonzl̀es Ch. Salome; Facultad de Ciencias Qum̕icas, Universidad de Cuenca
Este trabajo tiene como objetivo la mejora en la validacin̤ de la simulacin̤ numřica del flujo bifs̀ico caracters̕tico del transporte de lecho fluido, mediante la formulacin̤ y desarrollo de un modelo numřico combinado Volm͠enes Finitos - Elementos Finitos. Para ello se simula numřicamente el flujo de mezcla sl̤ido-gas en una Cm̀ara de Lecho Fluido, bajo implementacin̤ en cd̤igo COMSOL, cuyos resultados son mejores comparativamente a un modelo basado en el mťodo de Elementos Discretos implementado en cd̤igo abierto MFIX. El problema fundamental de la modelizacin̤ matemt̀ica del fenm̤eno de lecho fluido es la irregularidad del dominio, el acoplamiento de las variables en espacio y tiempo y, la no linealidad. En esta investigacin̤ se reformula apropiadamente las ecuaciones conservativas del fenm̤eno, tales que permitan obtener un problema variacional equivalente y solucionable numřicamente. Entonces; se define una ecuacin̤ de estado en funcin̤ de la presin̤ hidrodinm̀ica y la fraccin̤ volumťrica de sl̤idos, quedando desacoplado el sistema en tres sub-problemas, garantizando as ̕la existencia de solucin̤ del problema general. Una vez aproximados numřicamente ambos modelos, se comparan los resultados de donde se observa que el modelo materia del presente artc̕ulo, verifica de forma ms̀ eficaz las condiciones de mezcla p̤tima, reflejada en la calidad del burbujeo y velocidad de mezcla.1.Introduccin̤ 1.1 Fundamentacin̤ y justificacin̤ En una Cm̀ara de Combustin̤ de Lecho Fluido utilizada en generacin̤ de potencia elčtrica con combustibles sl̤idos (ver Figura 1), as ̕como en otros procesos de transporte fluidodinm̀ico bifs̀ico sl̤ido-gas, es importante analizar la distribucin̤ puntual de la mezcla en todo el dominio; ello con la finalidad de optimizar el rendimiento, la confiabilidad y la economa̕ de funcionamiento. Este fenm̤eno tiene como problema crt̕ico la complejidad del flujo mixto sl̤ido - gas y el tamaǫ de partc̕ula. En las cm̀aras de combustin̤ de Lecho Fluido el combustible sl̤ido pulverizado se mantiene en suspensin̤ por efecto del aire que se inyecta a velocidad controlada; sin embargo su distribucin̤ instantǹea es inestable y no uniforme, lo cual complica el proceso fs̕ico. En la prc̀tica industrial este problema tambiň se presenta en los procesos de secado y transporte hidroneumt̀ico de sl̤idos (ver Figura 2).Este tipo de fenm̤enos de transporte puede ser analizado por las leyes conservativas de la dinm̀ica de un fluido, pero su complejidad fs̕ica conduce a un problema abierto en cuanto a su modelizacin̤ y solucin̤ numřica en dos y tres dimensiones, ello debido a la no existencia de una teora̕ completa capaz de describir con exactitud la dinm̀ica de un flujo con mezcla bifs̀ica.Un indicador de la eficiencia de la combustin̤ en lecho fluido es el tamaǫ de la burbuja en la columna de fluidizacin̤ sl̤ido-gas, la misma que depende de la homogeneidad y velocidad de la mezcla. Es šta la razn̤ que impulsa a incidir en la modelizacin̤ del fenm̤eno, desde un interš numřico para la simulacin̤ en un prototipo virtual de sistema de lecho fluido.