Análisis numérico de los perfiles de velocidad de un flujo de agua a través de una tubería con reducción gradual

  • LUIS FERNANDO TOAPANTA RAMOS Universidad Politécnica Salesiana
  • Gabriel Alejandro Bohórquez Peñafiel Universidad Politécnica Salesiana
  • Luis Eduardo Caiza Vivas Universidad Politécnica Salesiana
  • William Quitiaquez Sarzosa Universidad Politécnica Salesiana
Palabras clave: CFD;, ANSYS fluent, contracción gradual, presión, perfiles de velocidad, turbulencia cinética

Resumen

El objetivo de este trabajo de investigación es comprender el comportamiento de flujo del agua a través de la contracción gradual. La dinámica de fluidos computacional (CFD), es un enfoque útil para resolver las ecuaciones que describen el movimiento de los fluidos, mediante métodos numéricos y técnicas computacionales. Esta área de la mecánica, proporciona los fundamentos de la hidráulica de tuberías e hidráulica de canales. Se ha realizado un estudio del flujo a través de la tubería para calcular las pérdidas en los cambios de la geometría. Las pérdidas de energía debido al cambio transversal del área, es una parte importante para analizar el flujo a través de las tuberías. Se calculo que las pérdidas ocurren debido a cambios en la geometría por parte del experimento y también con la ayuda del software ANSYS fluent. Se emplearon cálculos usando el modelo K-épsilon. Esta simulación proporciona los valores de los contornos de presión, velocidad y turbulencia cinética en varias secciones de la tubería donde el agua es su flujo.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Citas

Garzón Cruz, J. C. (20 de Enero de 2014). Universidad EIA. Obtenido de http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoentuberias/reducci%C3%B3n/reducci%C3%B3n.htm
Anaya-Durand, A., Cauich-Segovia, I., Funabazama-Bárcenas, I., & Gracia-Medrano-Bravo, O. (2014). Evaluación de ecuaciones de factor de fricción explícito. Revista Mexicana Ingeniería Química, II(25), 128-134.
ANSYS. (s.f.). ANSYS CFX Release Notes for 14.0.
Bae, Y., & Kim, Y. (2014). Prediction of local loss coefficient for turbulent flow in axisymmetric sudden expanexpansions. Effect of Reynolds number. Journal Annals of Nuclear Energy(73), 33-38.
Bardina, J. E., Huang, P. G., & Coakley, T. J. (1997). Turbulence Modeling Validation Testing and Development. NASA Technical Memorandum (110446).
Bariviera, D., Frizzone, J., & Rettore, A. (2013). Dimensional analysis approach to estimate local head losses in microirrigation connectors. Journal Irrigation Science, 3(32), 169-179.
Binding, D., Phillips, P., & Phillips, T. (2006). Contraction/expansion flows: The pressure drop and related issues . Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics(137), 31-38.
Elbatran, a., Yaakob, H., & Ahmeda, B. (2015). Operation, performance and economic analysis of low head micro-hydropower turbines for rural and remote areas. Renewable and Sustainable Energy(43), 43-50.
F, M. (2000). Design and off design pipe network geothermal power plant analysis with power pipe simulator. Energy Conversion & Management, XLI(12), 1223-1235.
Fester, V., Mbiya, B., & Slatter, P. (2008). Energy losses of non-Newtonian fluids in sudden pipe contractions. Chemical Engineering Journal(145), 57-63.
Fox, R., Pritchard, P., & & Mcdonald, J. (2006). Introduction To Fluid Mechanics. Usa: ohn Wiley & Son Inc.
Franzini, J., & Finnemore, E. (1999). Mecánica de fluidos,con aplicaciones en ingeniería. España: Mc Graw-Hill, Inc.
Mataix, C. (2010). Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. México: Editorial Alfaomega.
Menter, F. (1994). Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering. AIAA-Journal, 32(8), 1598-1605.
Montilva, M. (2009). Flujo Laminar en la Región de entrada de un tubo recto precedido por una tuberia curva. Venezuela.
Mott, R. L. (2006). Pérdidas Menores. En Mecánica de Fluidos (págs. 279-320). México: Pearson Educación.
Pedros, R. (2010). Densidad y Viscosidad. España: AISC.
Rend, R., Sparrow, E., Bettenhausen, D., & Abraham, J. (2013). Parasitic pressure losses in diffusers and in their downstream piping systems for fluid flow and heat transfer. International Journal of Heat and Mass Transfer(61), 56-61.
Schiller, L. (1992). Die Entwichklung der Laminaren Geschwindigkeitsvertlung und ihre Bedeutung fur. Rusia: Z Angew Math,.
Sesma, J., Molina-Martínez, J., Cavas-Martínez, F., & Fernández-Pacheco, D. (2015). A mobile application to calculate optimum drip irrigation laterals. Agricultural Water Management(151), 13-18.
Sotelo, A. G. (2013). Hidráulica General. Hidráulica General: LIMUSA.
Streeter, V., Wylie, E., & & Bedford, K. (2000). Mecánica de fluidos. Bogotá, Colombia: Mc Graw-Hill Internacional SA.
Toro, A. D. (2012). COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS ANALYSIS OF BUTTERFLY VALVE PERFORMANCE FACTORS. Logan, Utah.
Unet, U. d. (2016). Flujos en tuberias,Flujos Internos. Caracas: AISC. Obtenido de http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-153.htm
Villaroel Quinde, L. (18 de Noviembre de 2015). Pontificia Universidad Católica del Perú. Recuperado el 2015, de http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/6408
Villarroel Quinde, L. F. (2015). SIMULACIÓN NUMÉRICA DE UN FLUJO DE AGUA A TRAVÉS DE UNA VÁLVULA TIPO MARIPOSA DE DOBLE EXCENTRICIDAD. Lima - Perú.
Yildirim, G., & Shing, V. P. (2010). A MathCAD procedure for commercial pipeline hydraulic design considering local energy losses. Advances in Engineering Software(41), 489-496.
Publicado
2018-09-28
Cómo citar
TOAPANTA RAMOS, L., Bohórquez Peñafiel, G., Caiza Vivas, L., & Quitiaquez Sarzosa, W. (2018). Análisis numérico de los perfiles de velocidad de un flujo de agua a través de una tubería con reducción gradual. Enfoque UTE, 9(3), pp. 80 - 92. https://doi.org/https://doi.org/10.29019/enfoqueute.v9n3.290
Sección
Ingeniería General