Examinando por Materia "Análisis hidrodinámico"

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    PublicaciónAcceso 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 Katerine
    This 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.
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    PublicaciónAcceso 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 Alejandro
    Objetivo: 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.