Resumen

La lechada de hielo es un refrigerante secundario avanzado que ha atraído una atención considerable durante la última década debido a la creciente preocupación por la escasez de energía y la protección del medio ambiente. Para estimular las aplicaciones potenciales de la lechada de hielo, es preciso investigar exhaustivamente la correspondiente caída de presión de este refrigerante. El flujo de los lodos de hielo es un fenómeno complejo que se ve afectado por diversos parámetros, como la velocidad de flujo, el tamaño de las partículas de hielo y la fracción de masa de hielo. Para predecir la caída de presión del flujo de lechada de hielo en tuberías, se adoptó un modelo de dinámica de fluidos computacional de mezcla para simular un flujo bifásico sin tener en cuenta la fusión del hielo. Los cálculos numéricos se realizaron con una amplia gama de seis tamaños de partículas de hielo (0,1, 0,3, 0,5, 0,75, 1 y 1,2 mm) y una fracción de masa de hielo que oscilaba entre el 5% y el 20% en el rango laminar del flujo de lechada de hielo. El modelo numérico se validó con datos experimentales. Los resultados mostraron que la carga volumétrica de hielo y la velocidad de flujo tienen un efecto directo en la caída de presión; ésta aumenta con el incremento de la concentración volumétrica y la velocidad de flujo. Los resultados también confirmaron que, para una fracción de masa de hielo y una velocidad de flujo constantes, la caída de presión está directa e inversamente relacionada con los diámetros de las partículas y de las tuberías, respectivamente. Además, el aumento de la caída de presión es más significativo para partículas de hielo de gran diámetro en comparación con partículas de hielo de menor tamaño a valores altos de concentración de hielo y velocidad de flujo.

• Materias:Bioquímica Reacciones químicas Propiedades fisicoquímicas Química analítica Química sostenible
• Subjects:Biochemistry Chemical reactions Chemicophysical properties Analytical chemistry Sustainable chemistry
• Palabras claves:velocidad de flujo, caída de presión, fracción de masa de hielo, flujo de suspensión de hielo, suspensión de hielo, modelo de dinámica de fluidos computacional, fracción de masa de hielo constante, gran diámetro de partículas de hielo, partículas de hielo de menor tamaño, refrigerante secundario avanzado
• Keywords:flow velocity, pressure drop, ice mass fraction, ice slurry flow, ice slurry, computational fluid dynamic model, constant ice mass fraction, large ice particle diameter, smaller size ice particles, advanced secondary refrigerant