Dinámica de fluidos computacional de un biorreactor en codigestión anaeróbica

Abstract

En este documento, fue desarrollado un modelo de Dinámica de Fluidos Computacional que evalúa el mezclado por recirculación en un reactor anaeróbico de fondo esférico a escala de laboratorio. Las propiedades reológicas fueron incluidas en este modelo para investigar su influencia en el desempeño del digestor en estado estacionario. El fluido de digestión fue caracterizado reológicamente. Se observó un comportamiento no newtoniano, el cual puede ser ajustado de acuerdo al modelo de viscosidad de Cross. En este caso, un modelo de una sola fase fue empleado para describir el comportamiento no newtoniano en los patrones de flujo. Fueron usados dos modelos de turbulencia para establecer cuál ofrecía mejor precisión. Las zonas muertas fueron determinadas de acuerdo con una velocidad establecida. Cuatro velocidades diferentes de recirculación fueron comparadas para analizar la efectividad del mezclado y la reducción de espacios muertos. El modelo CFD fue validado usando mediciones de Velocimetría de Imágenes de Partículas (PIV). Analizando diferentes velocidades de flujo para la entrada, y usando un modelo CFD con propiedades reológicas, fue posible reducir las zonas muertas.