Estudio de la hidrodinámica de dos dispersores de alto corte usando Dinámica de Fluidos Computacional (CFD)

Abstract

En este trabajo se realizó un estudio numérico del desempeño hidrodinámico de dos impulsores comerciales de alto corte de escala de laboratorio tipo Hockmeyer® de dos (HockD-2A) y cuatro anillos (HockD-4A), y su desempeño se comparó con el de una turbina Rushton estándar (RT). Los resultados de las simulaciones fueron validados con mediciones experimentales de potencia. El estudio se llevó a cabo en un tanque agitado cilíndrico sin deflectores en el régimen de flujo de transición a turbulento. Los parámetros hidrodinámicos de macro-mezcla: números de potencia y de bombeo y locales: campos de velocidad y distribución de la tasa de disipación de energía, así como la tasa de disipación de energía promedio en el volumen barrido por el impulsor y sus cuchillas se obtuvieron a partir de los resultados de las simulaciones para cada impulsor estudiado. A partir de los resultados de las simulaciones, se encontró que los números de potencia y de bombeo o su relación no pueden ser simplemente conectados para seleccionar adecuadamente un impulsor en aplicaciones en donde es deseable una alta disipación de energía localizada. Además se encontró que la relación de la tasa de disipación de energía promedio en el volumen barrido por los impulsores ( Ē RI) y el promedio en todo el volumen (Ē) a los tres consumos de potencia constante (P) evaluados en este trabajo, son inferiores para los dos impulsores de alto corte. Sin embargo, se encontró que la disipación de energía promedio adimensional en el volumen barrido por la cuchilla (ĒBP/ Ē ) cuando P aumenta de 12.92 W a 23.45 W, es mayor para el HockD-2A en comparación con la RT, confirmando la ventaja del alto cizallamiento inducido por el HockD-2A cuando opera a velocidades más altas.