Simulación de una turbina radial mediante CFD FLUENT: caso de una turbina Rushton

El presente trabajo está basado en la utilización de un código comercial de CFD (FLUENT)para la simulación del flujo generado por turbinas radiales dentro de recipientes de agitación. Como el propio título indica, el trabajo se centra especialmente en un tipo concreto de impulsor radial, la denominada turbina Rushton. El lector encontrará dentro de este trabajo una breve explicación de las ecuaciones matemáticas que gobiernan el comportamiento de los fluidos, así como la mención de algunos modelos, métodos y estrategias que FLUENT tiene implementados para predecir los efectos que produce la turbulencia. Una gran parte del tiempo dedicado a la realización de este proyecto se destinó a aprender los diferentes métodos que utiliza FLUENT para simular la agitación. Existen tres metodologías, las dos que más se parecen entre ellas se usan cuando se quiere simular en estacionario y la última, la que se diferencia más de las otras dos, en transitorio. Así pues, también se comentan dos de estos métodos, en concreto el “Multiple Reference Frame” (MRF) y el “Sliding Mesh” (SM). También se ha intentado validar el primero de éstos mediante la comparación de resultados de ciertas simulaciones con valores experimentales y se ha conseguido con bastante éxito. Una vez aprendido el modelo MRF, se hicieron muchas simulaciones para determinar como se ven afectados algunos de los parámetros básicos de agitación (NP, NQ, etc.) cuando se varían parámetros geométricos tanto de la misma turbina como del recipiente en el que se encuentra ésta. Además se incluye en pequeño estudio de transferencia de calor para ver cuál es la relación que hay entre la conducción de calor, que se produce cuando hay un gradiente de temperatura entre la pared del tanque y el fluido, y la velocidad de agitación en régimen altamente turbulento. En resumen, CFD FLUENT resulta muy interesante para el diseño en ingeniería. Es una herramienta fácil de usar, con la que se puede abordar un amplio número de problemas y que garantiza, en general, buenos resultados