Simulación Numérica De La Trayectoria De Un Grano De Soja En Un Conducto.

Abstract

En los trabajos existentes en la bibliografía no se encuentran suficientes elementos como para determinar la trayectoria real del sólido (en este caso granos de soja), en conductos de geometrías más o menos complejas. En este punto es que surge la necesidad de desarrollar nuevas herramientas de análisis y cálculo para mejorar los diseños de la maquinaria existente teniendo como premisas importantes la disminución del costo de energía utilizada, la disminución de los costos generales y minimizar el daño por impactos en los granos transportados y manipulados. El objetivo de este trabajo es determinar la trayectoria de los granos de soja (considerados como cuerpos sólidos, no como partículas) al ser introducidos en una corriente de flujo aéreo tridimensional. Para ello se desarrolla un algoritmo cuasi estacionario que permite determinar para cada instante de tiempo todos los parámetros dinámicos y cinemáticos del movimiento del cuerpo para calcular la trayectoria de los puntos de frontera del grano. Para calcular las velocidades y presiones del aire para un paso de tiempo dado en el conducto se utiliza un programa profesional de elementos finitos. Con las presiones se determinan las fuerzas sobre la superficie discretizada del grano y con estas últimas se pueden determinar las aceleraciones lineales y angulares resolviendo las ecuaciones que surgen de la mecánica de los cuerpos rígidos en cada paso de tiempo. Obtenidas las nuevas posiciones y sus parámetros cinemáticos se procede a remallar la geometría y a resolver el flujo estacionario determinándose las nuevas presiones que actúan sobre el grano, repitiéndose el proceso. Este algoritmo se repite mientras el cuerpo en moviendo no impacte contra las paredes del conducto o abandone el mismo.