Abstract

BARITTO, Miguel  and  SEGURA, Julio. Estudio numérico del ascenso de burbujas de taylor en mini-conductos verticales de sección no-circular: Parte I. Rev. Fac. Ing. UCV [online]. 2008, vol.23, n.2, pp.27-36. ISSN 0798-4065.

Este trabajo presenta un estudio numérico del ascenso de burbujas de Taylor en mini-conductos verticales de sección transversal en forma de triángulo equilátero y cuadrado, para flujo bifásico segregado aire-agua. El modelo matemático resuelto corresponde a un modelo Euleriano-Euleriano, heterogéneo y con superficie libre, que incluye la ecuación de continuidad y la ecuación de momentum para ambas fases y para la interfase, y la ecuación de conservación de fracción volumétrica para la interfase. La fuerza de tensión superficial se modeló empleando el método de fuerza continua en la interfase (CFS). La solución numérica al modelo planteado se obtuvo mediante el método de volúmenes finitos basados en elementos (EbFVM), implementado en el software ANSYS® CFX™-10.0. Los resultados se compararon con estudios experimentales, obteniéndose para la velocidad terminal de la burbuja una tendencia de aumentar con el diámetro hidráulico del conducto y de ser mayor en conductos de sección triangular que de sección cuadrada, coincidiendo cualitativamente con la data experimental. De igual manera se encontró que las burbujas con mayor velocidad terminal tienden a ocupar menos porcentaje de la sección transversal del conducto y a tener meniscos menos planos, comportamiento observado experimentalmente, por lo que el modelo empleado describe adecuadamente al fenómeno físico aquí estudiado.

Keywords : Burbujas de Taylor; Velocidad terminal; Mini-conductos; Flujo bifásico; Dinámica de fluidos computacional (CFD); Método de volúmenes finitos basado en elementos (EbFVM).