Estudio numérico y experimental del flujo compresible estacionario en uniones de conductos

Resumen

La presente Tesis Doctoral es un estudio numérico y experimental sobre el flujo comprensible en uniones de conductos. El estudio tiene un interés práctico en ingeniería y también una componente de investigación básica. Ha consistido en el desarrollo y validación de una metodología global para aportar conocimiento sobre el comprotamiento y la estructura interna del flujo compresible en uniones de conductos. La metodología desarrollada consiste en aplicar el modelo de flujo unidimensional, compresible y adiabático, para obtener en primer lugar el coeficiente de fricción del flujo totalmente desarrollado, a partir de los resultados obtenidos por simulación numérica con el código comercial Fluent. A continuación, se utiliza este mismo modelo y el coeficiente de fricción calculado, para descontar las pérdidas debidas a la fricción viscosa en cada una de las ramas de la unión. A las magnitudes fluidas en la unión, una vez descontadas estas pérdidas, se les denomina "magnitudes extrapoladas". "El salto" de propiedades extrapoladas permite determinar las pérdidas debidas exclusivamente a la unión. A partir del "salto" de propiedades calculado se define un coeficiente adimensional que caracteriza el flujo, y que depende del número de Mach extrapolado en la rama común y de la relación de gastos mágicos entre ramas. La metodología de simulación numérica, así como, la instalación y el procedimiento experimental han sido validados mediante la comparación de los resultados obtenidos para el coeficiente de perdidas de presión de remanso de Miller 1984, con los datos experimentales de Abou-Haidar y Dixon (1992,1994) para uniones tipo "T" a 90º. En general, se observan un aceptable grado de coincidencia, si bien, existe cierta irregularidad y dispersión de datos en algunas configuraciones de flujo estudiadas. Esto dificulta la obtención de correlaciones para ser utilizadas como condición de contorno en los códigos de simulación global 1De d