%0 Journal Article 
%A Femenía Martínez, Daniel
%T Análisis numérico de la distribución del tiempo de residencia en tipologías avanzadas de mezcladores tubulares
%D 2015
%U http://hdl.handle.net/10317/5011
%X Los reactores de flujo oscilatorio (OBR) son equipos tubulares aptos para el mezclado, en los que se superpone un flujo neto y un flujo oscilatorio. La velocidad del flujo neto que atraviesa el tubo es propia de un flujo laminar con muy bajo número de Reynolds, mientras que las velocidades superpuestas por la oscilación de tipo sinusoidal pueden ser de hasta tres órdenes de magnitud mayor. Los tubos contienen elementos insertados que promueven el mezclado radial -típicamente coronas circulares- y que proporcionan características de flujo pistón (plug flow) a la vez que se alcanzan tiempos de residencia muy altos.
Una de las técnicas para evaluar el mezclado en este tipo de dispositivo es analizar la evolución temporal de la concentración de un trazador en la salida de los tubos, cuando en la entrada se inyecta un pulso de concentración de los mismos.
Basándose en este procedimiento, en este proyecto se acomete la modelización del transporte de trazadores en un reactor tubular avanzado, entendiéndose estos como variaciones de las configuraciones clásicas de tubos con coronas circulares: 1) equipos con placas fijas con flujo oscilatorio anormal; 2) equipos con placas oscilatorias; 3) equipos con flujo oscilatorio superpuesto con placas oscilatorias. Se ha observado una pequeña mejora en la utilización de un flujo anormal (ABN) con respecto al flujo clásico (NRM), aunque creemos que ésta no es significativa comparada con la dificultad de implementar este tipo de flujo en un OBR.
La implementación de equipos con placas oscilatorias se puede modelizar mediante la metodología Moving Reference Frame (MRF) y Malla Deformable (MD). Tras el análisis se considera que ambas metodologías son equivalentes.
MD presenta la limitación de utilizar un time-step (paso de tiempo) inferior a la condición CFL a causa de la generación de celdas de área negativa.
Se observa una gran mejora en la utilización de equipos con placas oscilatorias, obteniéndose curvas RTD mas esbeltas y con menor varianza que en los equipos con flujo oscilatorio. El movimiento de las placas consigue un buen mezclado sin la aparición de zonas muertas en las que el trazador queda retenido. La implementación de equipos con placas oscilatorias y flujo oscilatorio de forma combinada, no mejora el proceso de mezcla, al generar una mayor dispersión axial.
La principal conclusión que se ha obtenido en este PFC, es la posibilidad de poder implementar la modelización de OBRs con placas móviles mediante dos metodologías equivalentes, así como también la mejora que se obtiene con este tipo de reactores con respecto a OBRs con flujo oscilatorio.
%K Máquinas y Motores Térmicos
%K Flow patterns
%K Patrones de flujo
%K Moving reference
%K Oscilatorio
%K Oscillatory
%K Tubular
%~ GOEDOC, SUB GOETTINGEN