Encabezado de página
DOI: https://doi.org/10.15332/iteckne.v9i2.86

Evaluación computacional del flujo a través de membranas porosas

Tatiana Lopez Montoya, Mauricio Fabio Giraldo Orozco, Cesar Nieto Londoño

Resumen - 229 | DOC - 8 PDF - 42

Texto completo:

DOC PDF

Resumen

El flujo a través de membranas porosas es de vital importancia en el entendimiento de diversos fenómenos industriales y biológicos. Recientemente ha crecido el interés de su estudio para aplicaciones de transferencia de calor mejorada y a escalas pequeñas. Antes de involucrar la transferencia de calor en las membranas se hace un estudio hidrodinámico para ayudar a su caracterización. En el presente artículo se presenta el estudio realizado al comportamiento de la presión y perfiles de velocidad asociados al flujo de un fluido incompresible a través de una membrana porosa en diferentes condiciones de empaquetamiento. Con el fin de establecer una base comparativa adecuada, la membrana porosa es representada mediante un empaquetamiento de esferas en arreglo triangular desfasado. Los resultados obtenidos mediante el software de cFD Fluent mostraron una gran influencia de la distribución espacial de las esferas en el canal sobre la caída de presión. Desde el punto de vista de patrones de flujo, se observó una interacción fuerte entre los flujos aguas abajo de cada esfera. En la última capa de esferas, se presenta un desprendimiento de vórtices influenciado tanto por el tamaño de la esfera, como por el número de esferas empleado para representar la membrana.

Palabras clave

Factor de empaquetamiento CFD membranas porosas.

Referencias


B. Ramos-Alvarado, P. Li, H. Liu, A. Hernández-Gurerrero, “CFD study of liquid-cooled heat sinks with microchannel flow field configurations for electronics, fuel cells, and concentrated solar cells,” Applied Thermal Engineering, vol. 31, no 14, pp. 2494-2507,Oct. 2011.

T. L. Ngo, Y. Kato, K. Nikitin, T. Ishizuka, “Heat transfer and pressure drop correlations of microchannel heat exchangers with S-shaped and zigzag fins for carbon dioxide cycles,” Experimental Thermal and fluid Science, Vol. 32, No. 2, pp. 560- 570, Nov. 2007.

C. H. Li, P. Hodgins, C.N. Hunter, A.A. Voevodin, J.G. Jones, G.P. Peterson, “ Comparison study of liquid replenishing impacts on critical heat flux and heat transfer coefficient of nucleate pool boiling on multiscale modulated porous structures,” J. Heat and Mass Transfer, vol.54, pp. 3146-3155, May 2011.

Q. Yuan, R.A. Williams, N. Arvanti, “Innovations in high throughput manufacturing of uniform emulsions and capsules,” Advanced Powder Technologies, Vol. 21, No. 6, pp. 599-608, Nov 2010.

B.V. Antohe, J.L. Lage, D.C. Price, R.M. Weber, “Numerical characterization of micro heat exchangers using experimentally tested porous aluminium layers,” Int. J. Heat and Fluid Flow, vol. 17, no. 6, pp. 594-603, Dec 1996.

P.X. Jiang, M.H. Fan, G.S. Si, Z.P. Ren, “Thermal-hydraulic performance of small scale micro-channel and porousmedia heat exchangers,” Int. Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 44. No. 5, pp.1039-1051, Mar 2001.

D. Trebotich,G. Miller, “Simulation of flow and transport at the micro (pore) scale,” 2nd International Conference on Porous Media and its Applications in Sience and Engineering,USA, 17-21 jun. 2007.

M.E. Vanegas, R. Quijada, D. Serafini, “Microporous membrane preparated via thermally induced phase separation from metallocenic syndiotactic polypropylenes,” Polymer, Vol. 50, No. 9, pp. 2081-2086, abr 2009.

S.L. Lee, J.H. Yang, “Modeling of Darcy-Forchheimer drag for fluid flow across a bank of circular cylinders,” Int. J. Heat and Mass Transfer, Vol 40, No. 13, pp 3149-3155, Sep 1997.

C. Nieto, R. Mejía, J. Agudelo, “Dinámica de fluidos computacional aplicada al estudio de regeneradores térmicos,” DYNA, año 71, No. 143, pp. 81-93, Nov 2004.

L.A. Patiño, H.J. Espinoza, D. Suárez, “Convección de calor transitoria en el flujo de fluidos a través de lechos empacados,” Universidad, Ciencia y Tecnología, Vol. 9. No. 36, pp. 210-216, Dic 2005.

M. Giraldo, Y. Ding, R.A. Williams, “ Boundary integral study of nanoparticle flow behavior in the proximity of a solid wall,” Journal of Physics D: Applied Physics, Vol. 41, No. 8, pp. 503 -512, 2008.

A. Faghri, Y. Zhang, J. Howell, Advance Heat and Mass Transfer, Global Digital Press, 2010, p. 956.

A. Bejan, Convection Heat Transfer 3rd ed., Wiley InterScience, New York, 1948. pp. 694. 15] S. Ergun, “Fluid flow through packed columns,” Chemical Engineering Progress, Vol. 48, No. 2, pp. 89-94, 1952.


Resumen - 229 | DOC - 8 PDF - 42

Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.
ISSN: 1692-1798 (impreso)
ISSN: 2393-3483 (en línea)



Imagen