Análisis CFD de control de flujo mediante una válvula esférica - Hazzi, Fiorella (2022)
El control del flujo en sistemas de cañerías está presente en muchas aplicaciones de ingeniería y se efectúa mediante distintos componentes. En particular, la válvula esférica consta de un obturador con un orificio cilíndrico que regula el flujo mediante la rotación del mismo, modificando la sección de paso efectiva. En el presente trabajo se estudia este tipo de dispositivos mediante Fluído-dinámica Computacional (CFD). Las simulaciones se llevan a cabo utilizando la plataforma de cálculo SimScale, basada en el software libre OpenFOAM. El principal objetivo de este análisis es ajustar y validar la herramienta numérica para predecir la relación entre el porcentaje de apertura y la pérdida de carga para válvulas con geometrías complejas, observando las estructuras de flujo desarrolladas en las cercanías del obturador. Los modelos utilizados se validan en problemas axisimétricos de conductos con sección constante y con una estricción localizada, comparando con la solución analítica y con simulaciones de referencia, respectivamente. Luego se estudia el caso de una válvula esférica real en régimen turbulento a diferentes aperturas contrastando los resultados con datos experimentales y con simulaciones numéricas realizadas por otros autores. Se observa un buen acuerdo del coeficiente de pérdida de carga para cada uno de los ángulos de apertura estudiados, corroborando a su vez la independencia delmismo frente al número de Reynolds