Modelo CFD para caracterizar la hidrodinámica de un floculador hidráulico tipo alabama en la PTAP "El Arroyo" localizada en Santander de Quilichao

Abstract

En el presente trabajo, se llevó acabo la caracterización hidrodinámica del floculador dos de la PTAP EL Arroyo del municipio de Santander de Quilichao - Cauca, se realizó la evaluación experimental mediante un ensayo de trazadores y la simulación CFD en tres dimensiones (3D) utilizando un enfoque Euleriano junto con un modelo "Viscous - estándar k-ε " modelo de turbulencia. Con el fin de ver ¿Cuál es la relación entre la hidrodinámica del fluido y la eficiencia del floculador hidráulico? Inicialmente se realizaron las mediciones de la estructura para obtener información de primera mano, posteriormente se evaluó experimentalmente el floculador mediante un ensayo de trazadores para tres caudales de operación de la planta de 180, 230, 250 l.s-1. Luego se simularon los tres escenarios operativos a través de la Dinámica Computacional de Fluidos. Los modelos se desarrollaron usando el software Ansys Inc. Fluent® (V.16.1) en una estación de trabajo Dell Precision TX3500. Se obtuvieron 20795 elementos hexaédricos usando el software Ansys Inc® modo meshing software (V.16.0). Los resultados permitieron establecer que el floculador dos opera en condiciones que afectan su desempeño desde el punto de vista hidrodinámico, funciona como un reactor no ideal presentando un flujo mezclado con tendencia a flujo pistón, además, existen cortos circuitos y zonas muertas. Los resultados de la simulación evidenciaron las condiciones de la prueba experimental ya mencionadas, añadiendo que la modelación permitió ver las zonas donde se encontraban las condiciones adversas y conocer más a fondo datos hidráulicos de la unidad en su interior. De acuerdo con lo encontrado en este estudio se deben tomar medidas a corto, mediano y largo plazo, como el cierre de las ventanas de limpieza durante la operación, evitar los cambios bruscos de caudal debido a la sensibilidad en la unidad, la instalación de codos de dirección del flujo, que tengan en el extremo una platina de orificio que pueda ser cambiado a voluntad con el fin de modificar el gradiente y, hacer un análisis más exhaustivo del modelo CFD para esta unidad con el objeto de evaluar las mejoras y obtener una mejor aproximación del comportamiento del floculador.