Tutorial De Simulación De Flujo De Ciclon Cilindrico (1).docx

DISEÑO DE SIMULACION DE PARTICULAS EN SEPARADOR CICLONICO PARTE 1: FLOW SIMULATION 1. Una vez ensamblado el ciclón se procederá a cargar los complementos que permitirán la simulación, el complemento se llama SolidWorks Flow simulation y se encuentra en la pestaña complementos de SOLIDWORKS(Fig. 1)

Fig 1.

PARTE 2: LIDS Y WIZARD 1. Para hacer la simulación es necesario que el solido este cerrado completamente, es por eso que se “taparan” todas la aberturas que halla en el ciclon. 2. Una vez seleccionado los lids damos check.

Observación:

Los lids se deben seleccionar en el contorno de la abertura, no en la abertura en si

3. Seleccionamos check geometry para ver si los lids tapan todas las aberturas del solido

4. Seleccionamos anaylisis type internal y seleccionamos check,, si los lids están bien saldrá STATUS: SUCCESFUL , eso quiere decir que el solido esta completamente sellado y listo para la simulación.

5. Seleccionamos wizard y nos saldrá un cuadro donde podemos poner nombre al proyecto de simulación.

6. El siguiente es el cuadro que nos permitirá cambiar el sistema de medición a nuestra conveniencia, lo dejamos igual.

7. El siguiente cuadro nos indicara el tipo de análisis, pondremos internal y seleccionamos las variables gravity y time-dependent, en la ultima solo pondremos 300 segundos dando doble click al costado de esta opción total analysis time , un tiempo mayor demandara mas tiempo de procesamiento haciendo a la simulación más larga.

8. El siguiente cuadro seleccionamos el fluido, en este caso seria aire, seleccionamos air, luego add y luego next

9. En este cuadro están las opciones de la pared del sólido, solo damos next.

10. Este es el ultimo cuadro, solo cambiamos la velocidad en la direccion contraria del eje z, pues es la direccion del flujo que viene del motor , le ponemos 6m/s y damos finish.

PARTE 3: BOUNDARY CONDITION Se puede observar que ahora un rectángulo rodea el ciclon, este es el dominio computaciónal en el que la simulación va a trabajar.

1. Seleccionamos boundary conditions y luego insert boundary condition

Antes de continuar hay que recalcar que: Salida de aire

Entrada de aire

Recolector de polvo.

2. Nos saldrá este panel, en la entrada de aire colocaremos inlet volumen Flow

de 0.01 m3/s y en la salida de aire y recolector de polvo seleccionaremos pressure openings y enviroment pressure

Obs:

Es recomendable trabajar esta parte con vista de sección, pues en esta parte los boundary condition se ponen en el interior del dominio computacional.

Si pones boundary condition en la parte exterior del dominio computacional te saldrá este error :

Forma Incorrecta:

Forma Correcta:

. Entrada de aire

. Salida de aire y recolector de polvo.

Finalmente damos aceptar.

PARTE 4 : SIMULACION DEL FLUJO DE AIRE 1. Una vez que hemos puesto las condiciones iniciales del fluido, vamos al icono run

2. Nos saldrá este cuadro, solo hacemos click en run y a esperar que termine la simulación

3. Ahora podremos observar con detalle como se comporta el flujo de aire que entra al ciclon, para esto vamos a Flow trajectories y damos insert

4. Seleccionamos el flujo por donde entra el aire y en number of points colocamos 50-60 para que podramos observar mejor el flujo

Es recomendable seleccionar spheres, se ve mejor que la opción con flechas y color by seleccionamos velocity para ver la variación de velocidad en el flujo de aire.

Observación:

Es recomendable cambiar la transparencia para observar mejor el flujo.

Se puede ver que la velocidad del flujo aumenta cuando entra al ciclon , siguiendo una trayectoria helicoidal hacia abajo y hacia arriba.

Vista Superior de la velocidad:

PARTE 5: SIMULACION DE PARTICULAS 1. Ocultamos Flow trajetories para poder ver la simulación de partículas que vamos a realizar con la opción hide.

2. Seleccionamos particle studies y seleccionamos wizard.

3. Nos saldrá este cuadro, solo damos siguiente o también le podremos poner nombre a esta simulación.

4. Seleccionamos la entrada de aire y en el cuadro pondremos 60 en number of points para visualizar mejor la simulación:

5. Luego en particle properties colocamos el diámetro de partículas (0.000006 m) luego seleccionamos solids y pondremos aluminio como ejemplo, en mass flow rate colocaremos 2 kg/s y la velocidad y temperatura lo dejamos en 0 pues estos valores ya están definidos en el flujo de aire que acabamos de hacer.

6. En este cuadro ya está el parámetro gravedad que pusimos, también seleccionamos accretion, que es la opción que nos permitirá calcular la masa que se deposita en el deposito de polvo y en la salida de aire.

7.En el siguiente cuadro seleccionamos ideal reflection y damos siguiente

7. En el siguiente cuadro en default appearance seleccionamos spheres para una mejor visualización, seleccionamos velocity en color by, luego en constraints cambiamos el tiempo por 30 segundos que es el tiempo que dimos inicialmente; damos siguiente. Finalmente damos run.

Podremos ver que el comportamiento de las particulas es similar al flujo de aire.

8. Para ver la masa de acumulación respecto al tiempo vamos a Surface parameters y damos insert.

9. Seleccionamos el depósito de polvo.

10.Luego ponemos check en total mass accumulation rate para ver cuanto es la masa que se acumula en el balde despues de 30 segundos que es el tiempo de simulación que usamos inicialmente.

Finalmente podemos ver la masa que se deposita en el balde.

11.Para ver la masa que se acumula en la salida de aire seleccionamos su cara interna y procedemos a hacer los mismos pasos que en el deposito de polvo.