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Tecnología y Ciencias del Agua
, vol. VIII, núm. 3, mayo-junio de 2017, pp. 111-126
Canto-Ríos et al ., Modelación hidráulica de un reactor de electrocoagulación tubular de sección anular
ISSN 2007-2422 •
laboratorio aumentan al tratarse de regímenes
en transición y turbulento.
Las pérdidas de carga consideran que el
sistema trabajó a tubo lleno. Lo anterior es una
simplificación del problema real debido a que
durante la reacción electroquímica se generan
coagulantes y gases, los cuales no se consideran
para el cálculo y podrían impactar en la pérdida
total. Por otro lado, las propiedades del material
utilizado como electrodo varían con el tiempo y
uso, esto implica que los coeficientes de fricción
varían de igual manera, por lo que es necesario
considerarlo en el cálculo de las pérdidas.
Las pérdidas de carga calculadas con lo ante-
rior se compararon con los datos recabados en el
laboratorio, obteniendo los errores absolutos del
ajuste de cada modelo. Como resultado inicial
se tuvo que los modelos para sección circular
tienen un mejor comportamiento, sin embargo,
esto es sólo para las secciones anulares; para
el caso de secciones anulares múltiples, son
los modelos anulares los que tienen un mejor
comportamiento. Luego de revisar los errores
presentes, se concluye que la combinación de
modelos Poiseuille-Bahrami et al. (P-BR) es la
que ajusta a los datos de experimentación con
un error absoluto de 0.79 m.
Como herramienta de aproximación, el algo-
ritmo generado se ajusta para flujos laminares y
de transición; sin embargo, en flujos turbulen-
tos no es aplicable el algoritmo. Por otro lado,
dentro de las simplificaciones para el cálculo de
los factores en los reactores de sección anular
múltiple, se consideró que las velocidades en
cada sección eran iguales, por ello se propone
revisar esa simplificación por medio de modelos
numéricos o paquetería de dinámica de fluidos
computacional (CFD).
Se deja para estudios posteriores ampliar el
análisis de geometrías analizando el impacto de
la relación sección de flujo y perímetro mojado
en la aplicación de los factores de fricción de
manera conjunta.
Agradecimientos
Los autores agradecen al Instituto Mexicano de Tecnología
del Agua (IMTA), así como al Posgrado en Ingeniería de
la Universidad Nacional Autónoma de México Campus
IMTA, las facilidades prestadas en el laboratorio de hi-
dráulica “Enzo Levi” para llevar a cabo la experimentación
correspondiente.
Variables
CHW Coeficiente de Hazen-Williams
CS Coeficiente de Swamee & Jain
D Diámetro de tubería
Dh Diámetro hidráulico
di Diámetro interior
de Diámetro exterior
f Factor de fricción
FFR Factor de forma
g Aceleración gravitacional
k Relación de diámetros
L Longitud de tubería
n Coeficiente de rugosidad de Manning
Q Caudal
Re Número de Reynolds
n Viscosidad cinemática
Referencias
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