Estudio Numérico-Experimental de Zona de Separación en Conducto Rectangular con Escalón

Resumen

En este trabajo se estudia numérica y experimentalmente el comportamiento de la zona de separación que se forma cuando un flujo laminar circula a través de un conducto rectangular con contracción súbita (FFS). Se analizaron tres diferentes regímenes de Reynolds (269, 365, 530) para una relación de aspecto de cuatro (RA=4) con lo cual los efectos tri-dimensionales cobran importancia y por ende la relevancia e importancia de este trabajo. El estudio numérico se realizó por medio del software comercial Fluent 6.3®, mientras que en el estudio experimental se utilizaron las técnicas de velocimetría de imágenes de partículas (PIV) y de visualización con humo. Los resultados indican que la altura de la zona de separación no está en función del número de Reynolds, mientras que la longitud de la misma en la dirección axial si depende de la velocidad del flujo. La comparación de los resultados numéricos y experimentales presentan diferencias aceptables, así por ejemplo, cuando se mide en el centro del conducto la altura de la zona de separación encontrada experimentalmente para un Re=269 es de 0.74h mientras que numéricamente es de 0.71h, por lo cual la diferencia es del orden del 4%.