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Diseño de un reactor de lecho fluidizado para el estudio de mezcla y segregación de sólidos y líquidos

Abstract:

Los reactores de lecho fluidizado se han utilizado desde hace varias décadas atrás desde las industrias, con el fin de extraer energías no renovables, por lo que ahora se les busca dar una nueva dirección de uso, en industrias que focalizan la creación de energías verdes o renovables. El presente trabajo fue ejecutado con el objetivo de estudiar la mezcla y segregación de sólidos y líquidos en el interior de un reactor fluidizado, para lo cual se realizó el diseño CAD en Solidworks teniendo en cuenta varias especificaciones en el diseño; la geometría de la partícula es semiesférica y cumple con las propiedades de volumen y superficie de contacto. El tamaño del reactor se ajustó a escala laboratorio para una disminución considerable en el esfuerzo computacional para luego adaptarlo a la plataforma de ANSYS que es el software utilizado para demostrar el comportamiento de los fluidos en el interior del reactor fluidizado trifásico, tomando solo un lado simétrico del reactor diseñado. Se desarrollaron 5 experimentos antes de llegar al modelo ideal, dentro del motor de trabajo del simulador Workbench se crearon tres grupos (A, B y C). El modelo donde se observa las 3 interacciones es en el último específicamente en el grupo B donde se analizaron dos vistas; simétrica y transversal, acompañado del estudio de varias variables de comportamiento de los fluidos; presión, densidad, fracción volumétrica, velocidad de fluido, energía cinética de turbulencia. En el análisis de las variables mencionadas cumplirá con los objetivos propuestos, además que reflejan el perfecto mezclado que se da debido al factor determinante de la turbulencia presentada, consecuentemente las partículas empleadas son altamente hidrofóbicas, es decir, existirá también la segregación entre las fases (agua - arena - aire).