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Simulación matemática en estado estable del pre-floculador de una potabilizadora en La Chorrera

Pulido, Gonzalo; Pérez, Manuel Isaac

A steady state simulation of a pre-flocculator from a drinking water plant in La Chorrera



Autores Pulido, Gonzalo
Autores Pérez, Manuel Isaac
Descripción The State must provide drinking water, it is essential. However, river basins are highly affected and the demand for water is increasing. We should make a better use of the available resources and generate scientific data as a tool to shrink the gap between science and decision making through innovative methodologies. This study describes the procedure used to simulate, mathematically, the pre-flocculator of the Jaime Díaz Quintero water plant in La Chorrera. This simulation was performed in OpenFoam with Reynolds-averaged Navier-Stock equations and the k-omega turbulent shear transport (SST) model. A 3D model of the pre-flocculator was simplified using AutoCAD and Blender. Discretization was performed using the cfMesh algorithm of OpenFoam and the post-processing in Paraview. The simulation was carried out in a computer with 64GB of RAM and 24 cores. The results showed residuals close to 0.001 and y+ values between an acceptable range with a maximum of 37. The velocity field showed the flow and bifurcation due to the presence of planks between 0.6 m/s near the inlet and 0.2 m/s on the other side of the dividing wall. An uncalibrated model with physical sense was achieved.
Descripción El agua potable es un recurso indispensable que el Estado debe proveer. Sin embargo, las cuencas hidrográficas se ven cada vez más afectadas y la demanda del agua va en aumento. Esto se traduce en la necesidad de hacer un mejor uso de los recursos disponibles y poner en práctica la investigación científica como una herramienta para la toma de decisiones, mediante metodologías innovadoras. En este sentido, este trabajo describe el procedimiento utilizado para simular, matemáticamente, el pre-floculador de la potabilizadora Jaime Díaz Quintero de La Chorrera. Esta simulación se realizó en el software OpenFoam aplicando las ecuaciones de Navier-Stock promediadas por Reynolds con el modelo turbulento de transporte de esfuerzos cortantes k-omega (SST, por sus siglas en inglés). Para esto se trabajó un modelo 3D del pre-floculador y se simplificaron sus características mediante AutoCAD y Blender. Adicionalmente, la discretización del dominio se realizó mediante el algoritmo cfMesh de OpenFoam y se utilizó el software Paraview para observar los resultados. La simulación se llevó a cabo con una computadora de 64 GB de RAM y 24 núcleos. Los resultados mostraron residuales del orden de 0.001 y se obtuvieron valores de y+ dentro del rango aceptable con un máximo de 37. En cuanto al campo de velocidad, la simulación mostró los flujos y su bifurcación debido a la presencia de los tablones con magnitudes entre 0.6 m/s cerca de la entrada y 0.2 m/s del otro lado del muro divisorio. Se obtuvo un modelo no calibrado con sentido físico.
Editorial Universidad Tecnológica de Panamá
Fecha 2023-07-31
Tipo info:eu-repo/semantics/article
Tipo info:eu-repo/semantics/publishedVersion
Formato application/pdf
Identificador https://revistas.utp.ac.pa/index.php/ric/article/view/3841
Identificador 10.33412/rev-ric.v9.2.3841
Fuente Revista de Iniciación Científica; Vol. 9 Núm. 2 (2023): Revista de Iniciación Científica; 49 - 58
Fuente 2413-6786
Fuente 2412-0464
Idioma spa
Relación https://revistas.utp.ac.pa/index.php/ric/article/view/3841/4390
Derechos Derechos de autor 2023 Revista de Iniciación Científica
Derechos http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0