Aplicación de modelos CFD en un tubo de venturi, válvula de compuerta y codo de 90 como complemento didáctico de la cátedra de mecánica de fluidos de IQ-ESPOCH - Ruiz Ganchozo, Jose Rey (2023)
En el ámbito de la ingeniería química y mecánica de fluidos, la comprensión de fenómenos hidráulicos y pérdidas por accesorios es esencial. Ante la complejidad y costos experimentales, la simulación por CFD se presenta como herramienta valiosa. En esta investigación, se explora la aplicación de simulaciones de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) en tres componentes esenciales: un tubo de Venturi, una válvula de compuerta y un codo de 90°, con la finalidad de adentrar en la complejidad hidráulica e incluir su uso como complemento didáctico en la mecánica de fluidos. A través de un método respaldado por revisión bibliográfica y el empleo del paquete Ansys® Student 2023 R2 se logró la recreación detallada de fenómenos hidráulicos, desde puntos de estancamiento hasta la detección de cavitación, además de proporcionar una visión detallada de la acción de principios fundamentales como la conservación del momentum y la continuidad. El modelo de turbulencia fue seleccionado entre k-ε o laminar según las características del flujo, mostrando un rendimiento sobresaliente en régimen turbulento, con errores porcentuales notoriamente inferiores en comparación con el régimen laminar. Los resultados obtenidos no solo amplían la comprensión fundamental de la mecánica de fluidos, sino que también respaldan la creación de guías de práctica específicas, enriqueciendo la enseñanza teórica con aplicaciones prácticas. Este enfoque meticuloso revela las complejidades de la dinámica de fluidos en sistemas de tuberías, subrayando la importancia de considerar las pérdidas menores en el diseño y operación de instalaciones industriales. Además, destaca la efectividad de la simulación CFD como una herramienta pedagógica y de investigación valiosa, superando limitaciones experimentales, especialmente en contextos académicos con restricciones de equipamiento y costos, permitiendo una comprensión más profunda y una aplicación más precisa de los conceptos teóricos en la formación de ingenieros altamente capacitados.