Examinando por Autor "Niño Vargas, Adriana Katerine"
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Publicación Acceso abierto Evaluación de la presión umbral de autoignición en un escenario de almacenamiento de hidrógeno comprimido mediante CFD(Universidad del Valle, 2025) Ossa Correa, Javier Andrés; Niño Vargas, Adriana KaterineEn este documento se simuló un escenario de almacenamiento de hidrógeno comprimido, para comparar cómo las variaciones geométricas del sistema alteraban la presión umbral de autoignición del sistema. Se realizó una primera aproximación con la suposición de régimen laminar y posteriormente con régimen turbulento. Se encontró que la suposición de flujo laminar sí representa el efecto de la variación de la longitud de la tubería en la presión umbral, con una diferencia mínima y máxima de 1 y 50 % respectivamente; no tener en cuenta la disipación turbulenta resulta en un sistema en el que la presión de autoignición es independiente del diámetro, esto no es conveniente para estudiar el comportamiento de la autoignición distintas condiciones geométricas. Posteriormente, con base en los resultados obtenidos y observaciones del fenómeno de autoignición, se sugirieron distintas maneras de abordar casos de operación de almacenamiento de hidrógeno comprimido; con la finalidad de reducir el riesgo de autoignición intentando no reducir la presión de almacenamiento.Publicación Acceso abierto Evaluación de las tasas de difusión entre una proteína modelo y el almidón de residuos postcosecha de plátano macho(Universidad del Valle, 2025) Franco Cortes, María Camila; López Vélez, José Sebastián; Niño Vargas, Adriana KaterineEl presente proyecto tiene como objetivo principal evaluar las tasas de difusión entre una proteína (albúmina) y almidón extraído de desechos postcosecha del plátano macho, utilizando sistemas modelo en suspensión acuosa, con el fin de comprender los mecanismos de transporte de masa que intervienen. Para ello, se aislará almidón mediante operaciones unitarias como lavado, decantación, secado y molienda, promoviendo así el aprovechamiento de subproductos agrícolas en el marco de la economía circular. Posteriormente, el almidón obtenido será caracterizado física, química y estructuralmente. Además, se llevará a cabo una caracterización coloidal en medio acuoso utilizando técnicas de Dispersión de Luz Dinámica (DLS) y potencial Zeta, para conocer el comportamiento hidrodinámico y la estabilidad de las partículas en suspensión. Finalmente, se desarrollará un sistema experimental que permita evaluar la difusión de proteínas modelo a través de la suspensión de almidón, determinando parámetros clave como el coeficiente de difusión binaria y modelo de difusión multicomponente por Maxwell-Stefan.Publicación Acceso abierto Evaluación del comportamiento de flujo en un inyector Venturi en el proceso de coagulación y floculación para el tratamiento de aguas mediante CFD(Universidad del Valle, 2025) Perea Angulo, Luis Esteban; Niño Vargas, Adriana KaterineEl presente proyecto tuvo como objetivo evaluar la eficiencia de mezcla inducida por un inyector tipo Venturi en el proceso de coagulación y floculación para el tratamiento de aguas, mediante simulaciones numéricas basadas en Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). A diferencia de otros estudios centrados en la geometría, la investigación se enfocó en analizar el efecto de las condiciones operativas específicamente la velocidad de entrada y la dosificación del coagulante sobre la calidad de la mezcla, con el propósito de optimizar la dispersión de partículas y mejorar la eficiencia global del proceso. Inicialmente se desarrolló un modelo analítico sustentado en los principios de conservación de masa y cantidad de movimiento, a partir del cual se definió una geometría base del inyector y se establecieron las condiciones de contorno para la simulación. Posteriormente, se construyó el dominio computacional mediante la herramienta BlockMesh y se implementó el modelo numérico empleando el solucionador twoLiquidMixingFoam de OpenFOAM, el cual permitió describir el comportamiento monofásico, bi-componente de la mezcla agua-coagulante bajo diferentes escenarios de operación. El modelo fue validado mediante la comparación de los campos de presión con datos de un caso de referencia, alcanzando un error porcentual inferior al 6 %, lo que demuestra su capacidad predictiva y confiabilidad. A través del análisis de sensibilidad, se identificó que la condición de mayor eficiencia de mezcla, evaluada por el Índice de Mezcla (IM), se presentó a una velocidad de 2 m/s y una dosificación tipo B (relación 0,5). Estos resultados respaldan la viabilidad técnica del inyector Venturi como alternativa hidráulica eficaz para la mezcla rápida, al eliminar la necesidad de energía externa y reducir los costos operativos. Se recomienda incluir en trabajos futuros la evaluación tridimensional del flujo, la inclusión de las posibles reacciones químicas y la influencia de la temperatura para mejorar la precisión del análisis del fenómeno.Publicación Acceso abierto Evaluación del comportamiento hidrodinámico en una membrana de ósmosis inversa usando fluidodinámica computacional (CFD)(Universidad del Valle, 2025) Espinosa Valle, Angie Fernanda; Niño Vargas, Adriana KaterineLa ósmosis inversa (OI) es una tecnología ampliamente utilizada para la desalinización y tratamiento de aguas, cuyo desempeño se ve limitado por la formación de concentración de polarización (CP), fenómeno que reduce la eficiencia del proceso. En este trabajo de grado se desarrolló un modelo computacional en ANSYS Fluent para estudiar el efecto de la geometría de la membrana, el tipo de soluto y el material sobre la CP. Se evaluaron dos geometrías patronadas, dos tipos de solutos NaCl y MgSO₄ y además, se integraron los materiales poliamida y fluoruro de polivinilideno (PVDF) desde GRANTA Selector, para estudiar el efecto térmico sobre la CP. La metodología fue verificada a partir de un modelo de simulación previamente publicado en la literatura científica, para el cual los resultados mostraron coherencia con los perfiles de concentración y comportamiento del sistema. Los resultados indicaron que la geometría triangular presentó mayor coeficiente de transferencia de masa y menor espesor de capa límite para ambos solutos. Se observó que el NaCl, debido a su mayor difusividad, generó menor CP que el MgSO₄. Comparando valores simulados con los teóricos obtenidos por correlaciones de Sherwood, se encontraron errores relativos menores al 7 % para el coeficiente de transferencia de masa y menores al 10 % para el espesor de capa límite, lo cual valida la confiabilidad del modelo. En cuanto al comportamiento térmico, el aumento de temperatura favoreció el flujo de permeado, siendo el material poliamida quien presentó mayor conducción de calor que el PVDF; lo que permitió una reducción significativa en la CP. Se concluye que la geometría, el tipo de soluto y el material de la membrana influyen de manera significativa en el comportamiento del proceso, y que la simulación CFD es una herramienta poderosa para su análisis y optimización.Publicación Acceso abierto Hydrodynamic and energetic analysis of an electrolysis cell for hydrogen production using openfoam(Universidad del Valle, 2025) Sarria Motta, Juan Felipe; Niño Vargas, Adriana KaterineThis study presents a hydrodynamic and energetic analysis of a parallel-plate electrolysis cell using the open-source Computational Fluid Dynamics (CFD) software OpenFOAM. An Eulerian multiphase model was applied to simulate turbulent, gas-evolving flows coupled with electrochemical phenomena under potentiostatic and galvanostatic operation. The simulation results agreed within 4% of an experimentally measured polarization curve of a vertical parallel-plate electrolysis cell equipped with TiO2/IrO2 electrodes. Using the validated model, an analysis of the effect of the flowrate on the cell voltage and specific energy consumption at different current densities was carried out. A threefold reduction in the flowrate showed an average 1.3% increase in the cell voltage, attributed to the observed formation of a gas curtain near the electrodes, which was more prominent at higher current densities. Other hydrodynamic behavior like gas accumulation could be studied, observing that under the operating conditions, the electrolyte backflow through the gaps between the electrodes and the cell walls was not strong enough to carry the gas bubbles down the cell and back into the interelectrode gap.Publicación Acceso abierto Impacto del inyector en la eficiencia de mezcla : un análisis CFD en sistemas portátiles de potabilización(Universidad del Valle, 2024) Moreno Góngora, Daniel David; Vivas Bermúdez, Felipe; Niño Vargas, Adriana Katerine; Núñez Vallejos, Diego AlejandroObjetivo: Evaluar el impacto del inyector en la eficiencia de mezcla en un sistema de potabilización portátil usando simulaciones de Fluidodinámica Computacional. Metodología: La investigación se llevó a cabo en tres fases: 1) preprocesamiento: en esta etapa se elaboró la geometría de un mezclador usado en un sistema portátil de potabilización, y se realizó un estudio de convergencia de malla para garantizar la precisión de los resultados; 2) procesamiento: en esta etapa se definieron e implementaron los modelos de transporte y de turbulencia para simular los flujos a través del mezclador; y 3) posprocesamiento: a partir de los resultados obtenidos en el procesamiento, se evaluaron los perfiles de velocidad dentro del mezclador con dos tipos diferentes de inyectores, uno existente y uno modificado. Resultados: El análisis hidrodinámico reveló un perfil de velocidad consistente a lo largo del mezclador, con cambios bruscos ocasionados por su diseño. La evaluación de los inyectores indicó que la propuesta de reubicar la tolva presenta una mejora en el funcionamiento del sistema con una velocidad de recirculación en promedio de: 0.08 m/s lo que representa una significativa reducción frente a la geometría original que arrojó una velocidad de recirculación que osciló entre: 0.2 m/s y 0.8 m/s, la nueva geometría logra reducir la velocidad en la salida del inyector hasta en un 474.7% respecto a la geometría original, mejorando el desempeño del sistema. Se obtuvo una solución al problema observado. Conclusión: La simulación del sistema actual mostró una complicación en la mezcla, no obstante, al realizar la modificación propuesta se observó un sistema de mezcla más efectivo, lo que confirma que el diseño alternativo tiene un impacto positivo en la calidad de la mezcla. Finalmente, los resultados obtenidos concuerdan con lo observado en la experimentación, lo que respalda la selección del modelo y la metodología empleada.