Modelación computacional del impacto de gotas de niebla en fibras cilíndricas paralelas.
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Date
2012
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Abstract
Los atrapanieblas son dispositivos que pretenden proveer de agua potable en zonas áridas, a través de la captación de gotas de agua líquida de la niebla, generada a partir del impacto y drenaje de las gotas contra una malla dispuesta como obstáculo a la niebla. Si bien la tecnología data de 1957, hasta la fecha ha tenida poca evolución tecnológica en cuanto al diseño y manufactura de los dispositivos. La tesis que se pretende demostrar es la existencia de porcentaje de sombra de una malla de atrapanieblas, que maximiza la tasa de impacto de gotas en sus fibras. La existencia de este óptimo será evaluada a partir de los resultados de modelos computacionales, los cuales simulan la física del impacto de gotas de manera simplificada, al evaluar una malla compuesta por cilindros paralelos infinitos, dispuestos perpendicularmente a un flujo de niebla. Además de demostrar la existencia de un óptimo, se explora la posibilidad de cambiar la geometría de la malla de atrapanieblas, obteniendo resultados muy interesantes que podrían cambiar las perspectivas de esta tecnología.
En el primer capítulo se realiza una descripción del estado del arte de la tecnología, para luego explicar el funcionamiento de la captación de niebla en atrapanieblas convencionales, para así definir los conceptos necesarios para plantear los objetivos de esta tesis expuestos en este capítulo. En el segundo capítulo se realiza una caracterización de las gotas de niebla y su transporte. En el tercer capítulo se describen los modelos de intercepción de gotas mediante impactos en una fibra aislada, de manera de estimar la precisión de los modelo computacionales. En el cuarto capítulo se describen los modelos computacionales del impacto de gotas en una malla perpendicular al flujo y en forma de “V”, junto a los resultados respectivos. Finalmente, en el capítulo cinco se resumen las principales conclusiones de esta tesis.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2012