Camara De Lecho Fluido Leyes De Conservacion Metodo De Elementos Finitos Metodo De Volumenes Finitos
Fecha de publicación :
sep-2015
Paginación:
Páginas 38-49
Numero / Secuencia :
volumen 9, número 12
Editor:
Universidad de Cuenca
Ciudad:
Cuenca
Código Interno :
540.05;si11715
Tipo:
Article
Abstract:
This rresearch work aims to improve the validation process of two-phase flow numerical
simulations, of the fluid bed characteristic transport, through the formulation and development of a
combined numerical model Finite Volumes and Finite Element methods. The simulation process, inicially,
was performed by COMSOL software and the obtained results showed higher accuracy compare with
Discrete Element Method implemented by MFIX. The fundamental problem of bed fluid mathematical
modeling phenomenon is the domain irregularity, the coupling variables in space and nonlinearity. In this
research conservative equations are formulated, such as, to produce a variational equivalent and
numerically solvable problem. A state equation based on the hydrodynamic pressure and the volume
fraction of solids is defined. The system was decoupled into three sub-problems, ensuring the solution
existence of general problem. A comparison of obtained results showed that the model developed in this
article, check more effectively optimal mixing conditions, based on the quality of bubbling and mixing
speed.
Resumen :
Este trabajo tiene como objetivo la mejora en la validación de la simulación numérica del flujo
bifásico característico del transporte de lecho fluido, mediante la formulación y desarrollo de un modelo
numérico combinado Volúmenes Finitos - Elementos Finitos. Para ello se simula numéricamente el flujo
de mezcla sólido-gas en una Cámara de Lecho Fluido, bajo implementación en código COMSOL, cuyos
resultados son mejores comparativamente a un modelo basado en el método de Elementos Discretos
implementado en código abierto MFIX. El problema fundamental de la modelización matemática del
fenómeno de lecho fluido es la irregularidad del dominio, el acoplamiento de las variables en espacio y
tiempo y, la no linealidad. En esta investigación se reformula apropiadamente las ecuaciones conservativas
del fenómeno, tales que permitan obtener un problema variacional equivalente y solucionable
numéricamente. Entonces; se define una ecuación de estado en función de la presión hidrodinámica y la
fracción volumétrica de sólidos, quedando desacoplado el sistema en tres sub-problemas, garantizando así
la existencia de solución del problema general. Una vez aproximados numéricamente ambos modelos, se
comparan los resultados de donde se observa que el modelo materia del presente artículo, verifica de forma
más eficaz las condiciones de mezcla óptima, reflejada en la calidad del burbujeo y velocidad de mezcla.
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