Modificación de flujo turbulento de agua debido a la presencia de burbujas, polímeros y surfactantes

Abstract

En el presente trabajo se usó la técnica de velocimetría de imagen de partículas (PIV) para medir las componentes de velocidad en dirección normal y tangente a la pared con lo que se obtuvieron perfiles de velocidad promedio, esfuerzos de corte en la pared, velocidad de fricción, reducción del arrastre y campos de deformación y vorticidad promedio adicionando burbujas (inyectadas por electrolisis), polímero (polyox WSR-301), surfactante (catiónico) y sus combinaciones polímeros con surfactantes y burbujas con surfactanes en concentraciones de 164, 272, 545, 818 y 1090 ppm y también para la combinación burbujas con polímeros para 164 y 272 ppm en un flujo de agua en un canal ( 2 cm x 10 cm x 160 cm) con un número de Reynolds de 5200. Se obtuvieron incrementos en los niveles de reducción del arrastre al combinar las técnicas, por ejemplo en las combinaciones burbujas con polímeros (polyox WSR - 301) se tuvieron resultados en la reducción del arrastre del 82 y 93 % lo que provocó ahorros de energía de 5.9 y 6.8 % para la concentraciones de 164 y 272 ppm respectivamente, mientras que cuando se utilizaron las combinaciones de burbujas con surfactantes se tuvieron reducciones del arrastre del 37, 16, 77, 39 y 39 % provocando ahorros de energía del 4.6, 4.6, 5.5, 4.8 y 4.8 % para 164, 272, 545, 818 y 1090 ppm y para la combinación polímero con surfactante se tuvo reducciones en el arrastre del 47, 84, 14 y 57 % con ahorros de energía de 4.9, 6.6, 4.3 y 5 % para las condiciones 164, 545, 818 y 1090 ppm y para 272 ppm el arrastre aumentó en 25 % posiblemente debido a una incorrecta preparación del polímero o del surfactante, por lo que se llega a la conclusión de que el mayor beneficio sinérgico se presenta al combinar las técnicas reductores del arrastre de burbujas con polímeros.