Análisis Comparativo de las Estrategia MRF y de Malla Deslizante para la Simulación del Flujo en un Agitador con Turbina Rushton

Resumen

Una de las principales preocupaciones sobre los reactores agitados es el tiempo de mezclado para una sustancia determinada. Las mediciones experimentales destinadas a caracterizar el desempeño de los agitadores requieren equipos costosos y especializados; por ello, las simulaciones mediante dinámica de fluidos computacional surgen como una alternativa atractiva. Entre las estrategias para abordar el problema, el método de marcos de referencia múltiples (MRF, por sus siglas en inglés) ha ganado popularidad por su sencillez en la generación de la malla y el costo reducido en el cálculo de la solución, comparado con la estrategia de malla móvil. No obstante, las soluciones obtenidas con MRF presentan dependencia en el tamaño de la zona donde se considera la rotación del fluido. En este trabajo se muestra que si bien las simulaciones con MRF proporcionan resultados precisos para índices globales del agitador, el tiempo de mezclado es sobreestimado y el campo de movimiento resulta incorrecto. A tal fin, se comparan resultados obtenidos con esta estrategia, aplicada a un mezclador de referencia equipado con una turbina Rushton, resultados experimentales, y simulaciones numéricas realizadas con malla móvil en OpenFOAM y StarCCM.