Simulación de rompevórtices en el colector de entrada de un canal de ensayos

Abstract

En los canales de ensayos hidrodinámicos donde la recirculación del fluido se realiza mediante una conducción de sección considerablemente inferior a la de la zona de pruebas, surge el inconveniente de la formación un chorro de alta velocidad que produce condiciones inaceptables de operación. Por lo tanto, es imperativo instalar un elemento disipador ubicado en la zona de vertido, procurando lograr condiciones de uniformidad y regularidad en el campo de velocidades en la zona de mediciones. Dicho disipador de energía cinética consiste usualmente en una serie de mallas o enrejados que actúan como promotores de vórtices de tamaño muy inferior al del chorro principal, que en virtud de sus dimensiones, se disipan rápidamente. Los fenómenos involucrados en este tipo de componente son difíciles de predecir con precisión debido fundamentalmente a las condiciones de flujo turbulento prevalecientes en las inmediaciones del mismo. Esto dificulta los cálculos, motivando la necesidad de realizar modelos computacionales con vistas a obtener criterios razonables para el diseño preliminar. En este trabajo se presenta un modelo por elementos finitos del colector de entrada de un canal de ensayos hidrodinámicos existente en la UA Mar del Plata de la Universidad Tecnológica Nacional. En el mismo, el disipador es representado por zonas donde la permeabilidad del medio se altera para simular el efecto de la presencia de las mallas difusoras. Mediante esta implementación computacional se busca obtener detalles del patrón de flujo y la incidencia del disipador en la regularización del campo de velocidades. Los resultados obtenidos son utilizados para la selección del tipo de enrejado y la cantidad de placas disipadoras necesarias para lograr que el chorro se disipe convenientemente y se alcancen condiciones uniformes en la zona de ensayos.