Reporte De Actividades Openfoam 5.docx

Reporte 5 Avances: OpenFOAM Nombre del proyecto: Desalinización de aguas marinas de costas del pacífico. Maestro encargado: Dr. Gustavo Adolfo Fimbres Weihs Catedrático CONACYT – ITSON Departamento de Ciencias del Agua y Medio Ambiente

Alumno: Jesús Moreno Huerta Carrera: Ingeniería Química 4to Semestre ID: 00000147350

08/07/2017

Cd. Obregón, Sonora.

Reporte En el presente reporte se explica cómo se llevó a cabo la simulación de una sección de membrana de ósmosis inversa utilizando la versión OpenFOAM-4.x. El solver con el cual se llevó a cabo la simulación es simpleSaltTransport. Cabe destacar que este solver se descargó desde un repositorio de Linux y así mismo se compilo con OpenFOAM. De igual manera las condiciones frontera asignadas a la simulación fueron compiladas. El archivo del caso fue descargado, en el cual se encontraban las carpetas requeridas para llevar a cabo la simulación (las carpetas 0, system y constant). En cada una de estas carpetas se encuentran archivos específicos para ser utilizados en OpenFOAM, por ejemplo en la carpeta constant se encuentra la malla a resolver; se dice que esta malla fue hecha con el programa STARCCM+ y convertida a OpenFOAM con el comando ccm26ToFoam. En esta misma carpeta se encuentran algunos archivos que se consideran relevantes al momento de agregar una cierta concentración de sal a la simulación, por ejemplo el archivo de texto transportProperties indica las características del fluido y así mismo los valores de algunas constantes, como lo es la difusividad [1]. A continuación se muestra una imagen del archivo.

Figura 1. Archivo de la librería de OpenFOAM transportProperties. 2

En el trabajo del cual se obtuvieron los archivos para llevar a cabo la simulación se dice que el solver simpleSaltTransport resuelve las ecuaciones para modelar el flux de agua-sal a través de la membrana. Cabe destacar que este solver es creado a partir del solver de OpenFOAM, simpleFoam y que los archivos que involucran la turbulencia fueron retirados ya que se especifica que dentro de las membranas de ósmosis inversa los flujos no tienen números de Reynolds mayores a 100 [1]. En las siguientes imágenes se muestra el procesamiento del problema al igual que el pos procesamiento.

Figura 2. Procesamiento del problema en la terminal de Ubuntu utilizando la versión OpenFOAM-4.x.

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Figura 3. Graficas de residuales del campo de presión y de la concentración de agua salina.

Figura 4. Pos procesamiento del problema, antes de reproducir la simulación.

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Figura 5. Pos procesamiento del problema después de haber reproducido la simulación. Se puede observar el cambio de coloración en la parte inferior de la figura (flux de agua salada).

Figura 6. Pos procesamiento del problema antes de reproducir la simulación del campo de presión.

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Figura 7. Pos procesamiento del problema después de haber reproducido la simulación del campo de presión.

Conclusiones Para llevar a cabo simulaciones en OpenFOAM con los requerimientos de la membrana de ósmosis inversa es necesario cambiar varios aspectos de las librerias del mismo programa; Por ejemplo para este caso se llevaron a cabo modificaciones en el solver simpleFoam y de esta manera se resuelven no solo las ecuaciones del campo de velocidad y de presión sino también la concentración de sal en el agua. Las posibles aplicaciones que pueden resultar con la elaboración de esta simulación son las de utilizar los archivos del programa y los solver ya instalados en OpenFOAM para realizar simulaciones con diferentes concentraciones de agua salada en geometrías cuadradas con obstrucciones.

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Bibliografía 1. Aschmoneit, F. (14 de Febrero de 2017). tfd.chalmers.se. Recuperado el 6 de Julio de 2017, de tfd.chalmers.se: http://www.tfd.chalmers.se/~hani/kurser/OS_CFD_2016/FynnAschmon eit/membraneOFTutorial.pdf

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