Optimización del flujo interno en conductos de gases reales mediante minimización de la generación de entropía

Abstract

Uno de los aspectos más importantes en la fabricación de nanopartículas utilizando CO2 supercrítico es controlar la cantidad de partículas que se desvían de un determinado tamaño. Esta desviación está relacionada con la varianza existente en los tiempos de residencia a la salida del conducto utilizado para su fabricación. Este factor es proporcional a la generación de entropía, la cual depende del flujo interno donde ocurre la reacción, el cual a su vez depende de la forma del conducto. La dinámica de fluidos computacional (CFD) nos permite realizar modelos de estos procesos con un coste y un tiempo relativamente reducido. Utilizando el software comercial ANSYS Fluent, se realizará un estudio paramétrico de la forma de un conducto en función de sus ángulos de entrada y salida, y a partir de este se escogerá la forma óptima que minimice la generación entrópica, y por lo tanto, la varianza a la salida.

One of the most important aspects about manufacturing nanomaterials using supercritical CO2 is to control the amount of particles which divert from a given size. This diversion is afected by the variance of residence times of the particles at the exit of the used duct. This factor is closely related to the generation of entropy, which depends on the internal flow where the reaction occurs, which depends on the internal flow where the reaction occurs, which depends on the shape of the duct. Computational fluid dynamics (CFD) allows us to model these processes with relatively little cost and time. Using the commercial software ANSYS Fluent, a parametric study of the shape of a duct will be carried out as a function of its inlet and outlet angles, and the optimal shape will be chosen that minimizes the entropy generation, and therefore, the variance at the exit.