Optimización de la mezcla en reactores agitados: un enfoque basado en CFD para la eficiencia energética y la dispersión en sistemas bifásicos

Resumen

Se llevó a cabo un estudio de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para simular el comportamiento hidrodinámico de un impulsor de alta cizalla tipo Norstone que opera en un tanque agitado sin deflectores que contiene un sistema bifásico (glicerina-hexano). Se implementó un enfoque transitorio multifásico Euleriano–Euleriano en ANSYS Fluent bajo condiciones de flujo laminar. El modelo capturó la formación de cuatro bucles de recirculación distintos e identificó zonas de alta disipación de energía en las palas del impulsor, las cuales son críticas para la dispersión de la fase secundaria. La validación experimental se llevó a cabo utilizando sensores de temperatura (termopares Max6675) conectados a un Arduino Uno; se observó una buena concordancia entre las temperaturas simuladas y las medidas. Este trabajo proporciona un marco de CFD validado y una visión fundamental de la dinámica del flujo, estableciendo una base sólida para optimizar la geometría del impulsor y las condiciones de operación para lograr una mayor homogeneidad de mezcla y eficiencia energética en sistemas bifásicos industriales.