Pressure and velocity behavior of an incompressible flow through the reduction of a pipe using CFD

ELIEL EDUARDO MONTIJO-VALENZUELA; FRANCISCO ALAN ESPINOZA ZALLAS; ROGELIO ACEDO RUIZ; ELVIS OSIEL COVARRUBIAS BURGOS; PEDRO  GÓMEZ VEGA

doi:10.46589/rdiasf.vi35.403

Comportamiento de la presión y la velocidad de un flujo incompresible a través de la reducción de una tubería utilizando CFD

Autores/as

ELIEL EDUARDO MONTIJO-VALENZUELA PROFESOR https://orcid.org/0000-0001-8538-0767
FRANCISCO ALAN ESPINOZA ZALLAS https://orcid.org/0000-0002-1177-2028
ROGELIO ACEDO RUIZ https://orcid.org/0000-0001-6643-5670
ELVIS OSIEL COVARRUBIAS BURGOS https://orcid.org/0000-0003-4548-5243
PEDRO GÓMEZ VEGA https://orcid.org/0000-0001-5641-872X

DOI:

https://doi.org/10.46589/rdiasf.vi35.403

Palabras clave:

Dinámica de fluidos, presión, principio de conservación de la energía

Resumen

En esta investigación se plantea la metodología para la simulación mediante fluidodinámica computacional (del inglés CFD- Computational Fluid Dynamics) de un flujo incompresible mediante Solidworks® Flow Simulation, con la finalidad de medir el comportamiento de la presión y la velocidad en reducciones del área transversal de la tubería, haciendo decrementos de 0.02 m en el área de entrada de cinco modelos diferentes. La metodología está planteada en tres partes principales; el diseño bidimensional asistido por computadora CAD (del inglés Computer-Aided Design) de la tubería, el modelado de la tubería y la simulación con CFD. Los resultados de simulación, arrojaron un incremento de entre el 10 y el 14% de la velocidad del fluido, y una pérdida de presión de 13 a 75% en la zona de menor área de la tubería por cada 0.02 m de reducción en el diámetro, derivado del principio de conservación de la energía de los fluidos ideales.

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Citas

Águeda, E., Gómez, T., Navarro, J. & Martín, U. (2019). Sistemas de transmisión de fuerzas y trenes de rodaje. Paraninfo.

Álvarez, M., Parrales, E., Plúa, L., Gutiérrez, L., Parrales, C. & Marcillo, G. (2018). Hidráulica aplicada para ingenieros civiles. 3 ciencias.

Arias, J., Riboux, G. & Fernández, J. (2017). Introducción a la mecánica de fluidos. Paraninfo Universidad.

Bahamón, D. & Quintana, G. (2009). “Simulación del patrón de flujo en fase simple para diferentes diseños de separadores ciclónicos”, Revista Investigaciones Aplicadas, 45(5), 11-20.

Carrillo, V. (2018). "Experimental and numerical simulation as a calibration measure of a venturi tube", International Journal of Hydrology, 2(2). doi: 10.15406/ijh.2018.02.00071.

Cuscó, Y., Guardia, Y. & Áreas, R. (2017). "Simulación del comportamiento de la presión en un sistema de riego por pivote central", Revista Granmense de Desarrollo Local, 1(3), 249- 260.

Diring, A., Fromme, L., Petry, M. & Weizel, E. (2017). "Comparison Between COMSOL Multiphysics® and STAR-CCM+® Simulation Results and Experimentally Determined Measured Data for a Venturi Tube", en Excerpt from the Proceedings of the 2017 COMSOL Conference in Rotterdam, Rotterdam, 1-6.

Herrera, Y., Bonnin, A. & Serra, R. (2018). “Importancia de la mecánica de los fluidos en las carreras ingenieriles” en 9 Convención Científica de Ingeniería y Arquitectura, La Habana.

Jines, J. (2017). “Simulación de Flujo Incompresible y de una Fase en Accesorio de Tuberías (Codo 90° de alto radio) mediante Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), para Cálculo de Factor de Pérdida KL”, Revista Tecnológica ESPOL – RTE, 30(2), 56-74.

Manzano, J., Azevedo, B., Bomfim, G., Royuela, A., Palau, C. & Viana, T. (2014). “Diseño y predicción del funcionamiento de inyectores Venturi en riego localizado” RBEAA, 18(12), 1209-1217. doi: 10.1590/1807-1929/agriambi.v18n12p1209-1217.

Montijo, E. & Ramírez, F. (2017). “Aplicación de la ecuación de continuidad y análisis de elemento finito para el cálculo de velocidad de salida de un flujo permanente incompresible” Espacio ITH, 7(1), 14-19.

Nohmi, M., Kagawa, S., An, B., Tsuneda, T., Yokota, K. & Kang, D. (2019). “Cavitation CFD analyses considering the pressure wave propagation within the piping systems”, IOP Conference Series: Earth And Environmental Science, 240. doi: 10.1088/1755- 1315/240/6/062025.

Olmos, M. & Nave, R. (2018). "Pressure", Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Consultado en 02 enero 2020 en: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/pber.html.

Pérez, H. (2016). Física 2. Grupo Editorial Patria.

Sakharkar, S., Khake, P. & Kolambakar, V. (2018). “Overview of industrial piping structural design”, IJESRT, 7(2), 45-50. doi: 10.5281/zenodo.1165605.

Sami, N. & Turz, Z. (2020). “Computational fluid dynamic (CFD) modelling of transient flow in the intermittent gas lift”, Petroleum Research. doi: 10.1016/j.ptlrs.2020.03.001.

Sobachkin, A. & Dumnov, G. (2014). “Numerical Basis of CAD-Embedded CFD”, en NAFEMS World Congress 2013 Salzburg, Austria, pp. 1-19.

Toapanta, L., Bohórquez, G., Caiza L. & Quitiaquez, W. (2018). "Análisis numérico de los perfiles de velocidad de un flujo de agua a través de una tubería con reducción gradual", Enfoque UTE, 9(3), 80-92. Doi: http://dx.doi.org/10.29019/enfoqueute.v9n3.290 Velázquez, C. (2016). Mecánica vectorial para ingenieros. Estática. Palibrio.

Zacarias, A., González., J., Granados A. & Mota, A. (2017). Mecánica de fluidos. Teoría con aplicaciones y modelado. Editorial Patria.

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Publicado

2021-06-25

Cómo citar

MONTIJO-VALENZUELA, E. E., ESPINOZA ZALLAS , F. A., ACEDO RUIZ, R., COVARRUBIAS BURGOS, E. O., & GÓMEZ VEGA, P. . (2021). Comportamiento de la presión y la velocidad de un flujo incompresible a través de la reducción de una tubería utilizando CFD. Revista De Investigación Académica Sin Frontera: Facultad Interdisciplinaria De Ciencias Económicas Administrativas - Departamento De Ciencias Económico Administrativas-Campus Navojoa, (35), 36. https://doi.org/10.46589/rdiasf.vi35.403