Comparación de velocidad, patrones de flujo y tiempo de procesamiento entre modelado CFD con diferente dimensión de malla para el estudio de decantadores tipo succión hasta su estado cinéticamente estable
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Date
2024-07-04
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Publisher
Universidad Católica de Santa María
Abstract
Los decantadores son unidades importantes en el tratamiento de aguas residuales, ya
que se encargan de reducir los sólidos en suspensión y la carga biológica. Su diseño se basa en
criterios experimentales debido a la gran cantidad de variables que influyen, como el tamaño y
peso específico de las partículas, la concentración de sólidos en suspensión, la temperatura, el
tiempo de retención, la velocidad ascensional, la velocidad de flujo, la acción del viento sobre
la superficie del líquido, las fuerzas biológicas y los cortocircuitos hidráulicos.
Para optimizar la estructura de los decantadores, es necesario un método capaz de
capturar todas estas variables. En este estudio, nos enfocamos en comparar modelos CFD
(Dinámica de Fluidos Computacional, o Computational Fluid Dynamics en inglés) con
diferentes dimensiones de malla en el estudio de decantadores tipo succión. El objetivo es
encontrar un modelo eficiente y confiable para analizar la velocidad en el proceso de
decantación y generar estudios de optimización para obtener un efluente estable y clarificado.
Se usó el modelo de turbulencia RNG K-ε, con modelos tridimensionales y
pseudotridimensionales de mallado ortogonal, y un modelo bidimensional axisimétrico de
mallado cilíndrico..En las conclusiones del estudio, se encontró que el modelo pseudotridimensional
produce resultados similares al modelo tridimensional. La variación máxima en
la velocidad de los puntos de control fue del 4.92%, y la mínima fue del 0.68%. Se observaron
diferencias en la longitud de los patrones de flujo entre los modelos, con una variación
considerable del 1.44%. Además, el tiempo de procesamiento del modelo pseudotridimensional
fue un 41.6% menor que el del modelo tridimensional. Se intentó comparar el
modelo bidimensional, pero no convergió, lo que impidió realizar una comparación detallada
con los otros modelos.
Description
Keywords
Dinámica de Fluidos, Decantador