ESTUDIO NUMÉRICO DEL ASCENSO DE BURBUJAS DE TAYLOR EN MINI-CONDUCTOS VERTICALES DE SECCIÓN NO-CIRCULAR: PARTE II / Numerical Study of Taylor Bubble Rising in a Vertical Noncircular Mini Channel: Part II - BARITTO, MIGUEL; SEGURA, JULIO (Revista de la Facultad de Ingeniería UCV, 2013)
Este trabajo presenta un estudio numérico del ascenso de burbujas de Taylor en mini-conductos verticales de seccióntransversal en forma de astroide y pseudoastroide, para flujo bifásico segregado aire-agua. Se resolvió el modelo matemáticoplanteado en la primera parte de este trabajo, donde se demostró que los resultados obtenidos son comparables con losdatos experimentales publicados en la literatura. El método numérico empleado para resolver el modelo fue el método devolúmenes finitos basados en elementos (EbFVM), implementado en el software ANSYS® CFX™-10.0. Se encontró que lavelocidad de flujo de la burbuja presenta la misma tendencia de aumentar con el diámetro hidráulico del conducto, observadaen la primera parte de este trabajo, siendo mayor en conductos de sección pseudoastroidal. La forma de la burbuja esreportada, encontrándose meniscos más planos en aquellas con menor velocidad de flujo; al igual que la distribución delesfuerzo cortante en la dirección diagonal al conducto, y a lo largo de su longitud, donde se encontró que la distanciarelativa a la longitud de la burbuja, corriente arriba y corriente debajo de la misma, a la cual el líquido no se ve afectado porel ascenso de la burbuja, es independiente de la forma de la sección transversal del conducto. ABSTRACT The mathematical model presented in first part of this study was solved for vertical mini channels with astroidal andpseudoastroidal cross-sections, in order to describe behavior of Taylor bubbles rising into these geometries. The modelwas solved once again by the elements based finite volumen method (EbFVM), implemented in code ANSYS® CFX™-10.0.The drift velocity trend was found to increase with the hydraulic diameter of channel, as in first part of this study. Driftvelocities in pseudoastroidal geometries are higer than those in astroidal geometries. Interfacial profiles of bubbles revealedthat top and bottom meniscus becomes flatter with a decrease in the channel size. How the shear stress in the diagonaldirecction depends on the cross-section shape was also examined.Keywords: Taylor bubbles, Drift velocity, Mini channels, Astroidal, Pseudoastroidal, Two-phase flow, Computationalfluids dynamic (CFD), Elements based finite volumen method (EbFVM).