Aplicació de la Dinàmica de Fluids Computacional (CFD) a la generació de dades de disseny d’agitadors mecànics a partir de la simulació de recipients agitats

La utilització de la Dinàmica de Fluids Computacional (CFD) és una eina cada vegada més estesa a l’hora de planificar projectes on el moviment del fluid tingui un paper destacat. L’Enginyeria Química és un dels camps d’aplicació més importants de CFD ja que amb un bon ús i una correcte interpretació d’aquests programes es poden abaratir costos en projectes de qualsevol índole. La tècnica de CFD té una aplicació important en el disseny de recipients agitats. Aquests es solen utilitzar en un ampli ventall de sectors industrials on l’Enginyeria Química té un paper destacat. Indústries com el tractament d’aigües, alimentaria, farmacèutica, polimèrica o petroquímica són exemples clars de sectors on l’aplicació de la eina de CFD pot ésser útil, i on l’Enginyer Químic i destaca per tenir-hi un paper rellevant. Amb la intenció de posar de manifest el que s’ha dit es planteja el projecte que aquesta memòria descriu. La idea principal és la d’avaluar el comportament que presenta un fluid quant és sotmès a un moviment rotatiu impulsat per un agitador en un recipient, segons uns determinats requisits de disseny. Un disseny precís dels sistemes d’agitació implica un coneixement més exacte de les característiques de cabal de descàrrega d’impulsor. A més es requereix un coneixement de les corbes de nombre de potència per a factors de forma diversos per a poder dimensionar el motor. Per dur a terme el projecte, s’utilitza el programa ANSYS/CFX per tal d’obtenir la simulació d’elements rotatius. El càlcul fluidodinàmic s’ha realitzat basant-se en el nombre de Reynolds, en un interval que anirà des de 20 fins a 200000. En aquest interval s’obtindran les corbes de nombre de cabal i nombre de potència, a més a més d’altres paràmetres característics de sistemes agitadors com són les eficàcies i els temps de mescla. El procediment que s’ha seguit ha estat el de una realització d’unes proves inicials, que posteriorment es compararen amb resultats experimentals. Un cop assolit els coneixements necessaris, s’ha procedit a la realització de les simulacions amb els dissenys pertinents, contrastant-les amb resultats experimentals, prèviament corregits i adaptats a les condicions de simulació. Amb la realització d’aquest projecte s’ha aconseguit una valuosa experiència inicial en aquet tipus de software, que cada dia té una extensió més amplia en el sector de l’Enginyeria Química