Análisis hidrodinámico y propuesta de diseño de unsifón de captación por medio de la herramienta Openfoam - 2017
Fecha
2017-11
Autores
Profesor Guía
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Editor
Universidad de Valparaíso
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Departamento o Escuela
Escuela de Ingeniería Civil Oceánica
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Especie
Nota general
Resumen
A lo largo de nuestro país existe una problemática importante en materia hídrica y
energética. Esta problemática radica en el aumento de la desertificación en zonas rurales y urbanas, especialmente en la zona centro norte de nuestro país (Ministerio del Interior - Gobierno de Chile, 2014). Con este nuevo escenario, la industria minera emplazada en la zona norte del país ha sido fuertemente afectada, por lo que ha surgido la necesidad de aumentar las inversiones en nuevas técnicas de abastecimiento de agua y de energía
eléctrica. Para combatir esta carencia, es que inversionistas mineros han puesto sus
proyectos en forma integrada junto a plantas desaladoras y termoeléctricas (CEPAL, 2009).
Este tipo de plantas utilizan sistemas de abastecimiento de agua de mar por medio de
sifones de captación, que intervienen el medio marino con un impacto ambiental que puede ser negativo para la flora y fauna. Con el objeto de minimizar el impacto ambiental que provocan los sistemas de impulsión al medio ambiente marino, y generar ideas de diseños de estructuras hidrodinámicamente eficientes para estos sistemas de producción, es que se generó este estudio. Éste consistió en la simulación de una tipología tipo sifón de captación, bajo una modelación 20, por medio de aproximaciones numéricas de las ecuaciones RANS en el programa OpenFOAM. Esta modelación se desarrolló con el fin de reducir los fenómenos turbulentos en la captación, y en consecuencia minimizar las pérdidas de energía del flujo medio.
A partir de un proceso iterativo de simulaciones, se obtuvo una optimización de la campana de succión en base al comportamiento de las líneas de corriente del flujo, obteniendo un diseño de una campana con un difusor curvo acoplado a un filtro de aducción. Esta optimización permitió reducir la pérdida de energía de flujo medio por efectos turbulentos, desde 0.0142 [m] a 0.0043 [m] entre el modelo base y optimizado respectivamente, lo que representa una disminución en un 70% aproximadamente. En consecuencia, la velocidad media integrada del flujo medio aumentó desde 0.6 [m/s] a 0.74 [m/s] en la salida del sifón.
Por medio del modelo de optimización se obtuvo una idea de diseño de una campana de
succión más eficiente, y que además cumple los requerimientos medioambientales, donde las velocidades de arrastre en la captación son inferiores a 0.15 [m/s] (EPA , 2000).
Descripción
Lugar de Publicación
Auspiciador
Palabras clave
DINAMICA DE FLUIDOS, FLUIDOS