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Simulación numérica de sellos de laberinto en un reactor de comprensión pulsada ( PCR) para la producción de nanopartículas
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Fecha
2022-04-21
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Editor
Universidad Católica de Santa María
Resumen
Se propone un sistema de sellado mediante sellos laberínticos para minimizar las fugas de
gas en un Reactor de Compresión Pulsada, para lo cual se evalúan los parámetros
geométricos de las siguientes formas: triangular, rectangular y trapezoidal. Para cada una de
las geometrías, se optimizó un grupo de parámetros geométricos minimizando la fuga de
gas, utilizando el Algoritmo Genético Multi-Objetivo, actualizando la geometría utilizando
scripts desarrollados en ANSYS SpaceClaim usando Python. Para un nuevo conjunto de
parámetros, forma altura, ancho, ángulo, espacio entre cavidades y longitud del pistón. La
simulación CFD evalúa la fuga de gas para la geometría dada y las condiciones de contorno
constantes, presión de entrada 10 MPa, velocidad del pistón 25 m/s, diámetro del pistón 60
mm y un espacio de 40 μm. Los parámetros más sensibles son la longitud del pistón y la
altura de la cavidad para todas las formas. La forma trapezoidal presentó el mejor
rendimiento para minimizar las fugas de flujo másico. Luego para la forma trapezoidal se
analiza la influencia del gap, con una longitud de pistón de 150 mm y un ángulo de cavidad
de 35 °, los demás parámetros se analizaron en un rango más amplio de valores. La fuga de
flujo mínima es de 0,001024 kg/s con un espacio de 30 μm. Al comparar entre pistón liso y
ranurado, hay regiones en las que tener una superficie lisa es mejor que ranurarla. En general,
por encima de un valor umbral de separación de gap de 150 μm, es mejor utilizar un pistón
con sellos de laberíntico.
Descripción
Palabras clave
Sellos de laberinto, Reactor de compresión pulsada, Ansys Fluent