Publicación: Efecto del flujo rotacional sobre un cuerpo cilíndrico dispuesto en una celda de Taylor-Couette horizontal: Comparativa entre simulaciones numéricas y Anemometría Laser Doppler
Fecha
2024-10-22
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Editor
Universidad Nacional de Educación a Distancia (España), Universidad de Concepción - Chile. Departamento de Ingeniería Mecánica
Resumen
El siguiente artículo analiza los regímenes de movimiento de un cilindro hueco, que se encuentra libre para moverse en el interior de un tambor lleno de agua que rota alrededor de su eje horizontal con velocidad variable. Utilizando algoritmos de análisis de imágenes, se encuentran las posiciones de equilibrio que experimenta el cuerpo al variar la velocidad de rotación del tambor. Considerando el régimen de suspensión hidrodinámica, se miden los campos de velocidad utilizando anemometría Doppler junto al cálculo de campos de velocidad utilizando simulaciones numéricas CFD (Ansys Fluent y OpenFoam). Se verifica que la velocidad al interior del cilindro al encontrarse suspendido es nula. A su vez, las fuerzas de arrastre y sustentación permiten compensar los efectos gravitatorios sobre el cilindro y permitir un balance de fuerzas nulo.
The following article analyzes the motion regimes of a hollow cylinder, which is free to move inside a drum filled with water rotating around its horizontal axis at variable speed. Using image analysis algorithms, the equilibrium positions experienced by the body are determined as the drum rotation speed varies. Considering the hydrodynamic suspension regime, velocity fields are measured using Doppler anemometry, alongside calculating velocity fields using CFD numerical simulations (Ansys Fluent and OpenFoam). It is verified that the velocity inside the suspended cylinder is zero. Additionally, drag and lift forces compensate for gravitational effects on the cylinder, allowing for a null force balance.
The following article analyzes the motion regimes of a hollow cylinder, which is free to move inside a drum filled with water rotating around its horizontal axis at variable speed. Using image analysis algorithms, the equilibrium positions experienced by the body are determined as the drum rotation speed varies. Considering the hydrodynamic suspension regime, velocity fields are measured using Doppler anemometry, alongside calculating velocity fields using CFD numerical simulations (Ansys Fluent and OpenFoam). It is verified that the velocity inside the suspended cylinder is zero. Additionally, drag and lift forces compensate for gravitational effects on the cylinder, allowing for a null force balance.
Descripción
Organizado y patrocinado por: Federación iberoamericana de Ingeniería Mecánica y Universidad de Concepción - Chile. Departamento de Mecánica, FeIbIm – FeIbEM
Categorías UNESCO
Palabras clave
Flujo Taylor-Couette horizontal, Vórtices, Flujo Rotacional, Anemometría Láser Doppler, Horizontal Taylor-Couette flow, Vortex, Rotational Flow, Laser Doppler Anemometry
Citación
-
Centro
E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica