Particulasd Solidas En La Industria

Resumen
Los Flujos Multifásicos tienen una destacada importancia en una gran variedad de sistemas técnicos, industriales y naturales como, por ejemplo, procesos de transporte, separación, combustión, flujo sanguíneo, transporte capilar, etc. En Mecánica de Fluidos, la simulación numérica por ordenador constituye toda una rama conocida como Mecánica de Fluidos Computacional. El número de problemasabordados desde esta perspectiva crece día a día conforme aumenta la potencia y la velocidad de los computadores (al mismo tiempo que disminuye su precio), mientras que el costo de los ensayos de laboratorio crece sin cesar. Este trabajo aborda el problema de la dispersión de partículas en un campo de flujo subyacente turbulento por medio de la simulación numérica. La aproximación propuesta secentra en el uso de un programa computacional ya existente dentro del Grupo de Investigación de Mecánica de Fluidos de la Universidad Autónoma de Occidente (Cali, Colombia) y de su extensión para mejorar las predicciones teóricas de las propiedades turbulentas de la fase discreta en configuraciones de flujos bifásicos turbulentos cargados con partículas. Palabras claves: Turbulencia, flujo bifásico,dispersión turbulenta de partículas, modelos lagrangianos.
Fecha de recepción: 11 de mayo de 2005 Fecha de aceptación: 13 de julio de 2005


l1. INTRODUCCIÓN Por Flujo Multifásico se entiende todo proceso termomecánico en el que interviene un fluido donde coexisten varias fases. La palabra fase adquiere aquí un sentido generalizado, entendiéndose por tal tanto un estado de agregación de la materiacomo determinadas porciones materiales de una o varias sustancias distinguibles por saltos significativos de sus propiedades. Dicho cambio puede consistir en variaciones, no sólo de composición o estado, sino también de variables particulares: velocidad, vorticidad… Dentro de un Flujo Multifásico se distinguirá una fase fluida que se extenderá en toda la región de desarrollo del flujo, llamada fasecontinua. En este seno fluido, líquido o gas, se encontrarán porciones de otra materia o bien elementos de la misma sustancia en estado distinto del existente en la fase continua. La superficie frontera entre las fases se conoce con el nombre de entrefase. Si en el flujo se pueden definir dos o más fases continuas, nos encontramos ante un flujo con fases separadas, mientras que si las porcionesmateriales del resto de las fases consisten en elementos aislados, fluidos o sólidos, se habla de flujo con fase dispersa. Un ejemplo típico de flujo con fases separadas lo constituyen la mezcla de dos líquidos inmiscibles como aceite y agua o la coexistencia de fases gaseosa y líquida. En el caso de que las fases sean gaseosas o líquidas miscibles, la frontera entre ellas se encontrará difusa y deberá serdefinida de forma adecuada al propósito que se busque. Las capas de mezcla, ondas de choque y otras discontinuidades pueden interpretarse también como entrefases entre dos fluidos a ciertos efectos. En el caso particular de que tan solo haya dos fases distintas, se hablará de flujo bifásico. De hecho, cualquier flujo que sea exclusivamente con fase dispersa puede considerarse un sistema bifásico en lamedida en que la distinción entre los elementos de una fase y otras puede hacerse en virtud del salto que experimenten las propiedades que distinguen cada medio. Por ejemplo, un flujo simultáneo de partículas sólidas y líquidas en una fase continua es



DISPERSIÓN DE PARTÍCULAS SÓLIDAS EN FLUJOS BIFÁSICOS TURBULENTOS DE INTERÉS INDUSTRIAL

única y los elementos dispersos se distinguenentre sí exclusivamente por sus propiedades termodinámicas y cinéticas, constituyendo en su conjunto la segunda fase. Por ello, a partir de aquí a cualquier flujo con fases dispersas se le denominará flujo bifásico disperso. Los flujos multifásicos tienen una destacada importancia en una gran variedad de sistemas técnicos, industriales y naturales como, por ejemplo, procesos de transporte, separación,...