Modelación numérica de flujo bifásico en un sistema de electrodo cilíndrico giratorio para estudiar la erosión de aleaciones
Loading...
Date
2017
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
La industria minera requiere transportar grandes cantidades de polvos de mineral a través de largas distancias desde sus yacimientos hasta sus plantas de procesamiento. El hidrotransporte es el medio seleccionado para cumplir está función debido principalmente a su beneficio económico y porque representa la forma más segura y rápida de trasladar grandes volúmenes a través de largas distancias. Uno de los inconvenientes que presenta este medio de transporte es el desgaste interno que sufre la tubería producto del continuo impacto del material sólido sobre la superficie metálica desencadenando un proceso de erosión que reduce el tiempo de vida útil del material. Una de las variables fundamentales para poder clarificar el efecto del proceso de erosión es el ángulo de impacto de las partículas. Para conocer su comportamiento se implementó el experimento de electrodo cilíndrico giratorio (RCE por sus siglas en inglés) que dentro de sus características está la de trabajar bajo régimen turbulento asemejando las condiciones de flujo que se da en una tubería.En este estudio, por medio de la dinámica de fluidos computacional (Computational FluidDynamics, CFD), se genera un modelo numérico del experimento de electrodo cilíndrico giratorio (Rotating Cylinder Electrode, RCE) que evalúa la variación del ángulo de impacto de las partículas bajo régimen de flujo en transición y turbulento. El RCE consta de un eje cilíndrico en medio de una mezcla líquida/sólida que gira a distintas velocidades provocando la suspensión de las partículas cuyos vectores de velocidad son proporcionados por el modelo numérico y de los cuales se obtiene el ángulo de impacto sobre el electrodo. En el caso de estudio, se modeló el experimento en régimen en transición a 200 y 1.000 rpm, y en régimen turbulento a 4.000 y 6.300 rpm generando un ángulo de impacto tangencial al electrodo cercano a los 0 grados a 200 rpm, hasta valores que rondan los 7 grados a 6.300 rpm.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2017