Efecto de los electrodos tipo malla en la hidrodinámica de un reactor fotoelectroquímico tubular mediante dinámica de fluidos computacional

Abstract

El Grupo de Investigación en Minerales, Biohidrometalurgia y Ambiente (GIMBA) de la Universidad Industrial de Santander (UIS), viene trabajando en la creación de un modelo matemático que describa la degradación de los químicos contaminantes de aguas de producción y la generación de hidrógeno en un reactor fotoelectroquímico; para lograr esto es importante conocer su comportamiento hidrodinámico, pues será fundamental para describir la cinética de las reacciones involucradas y/o el transporte de especies químicas. Por ello, en este trabajo se evaluó el efecto de los electrodos tipo malla (soportadores del catalizador) en la hidrodinámica del reactor UIS-GIMA 2.1 mediante dinámica de fluidos computaciones (CFD, Computational Fluid Dynamics) haciendo uso del software ANSYS 15.0; también se analizó la influencia de la velocidad de entrada en el comportamiento del flujo sin y con mallas a tres caudales diferentes 1,26x10-4; 2,52x10-4 y 3,15x10-4 [m3/s], los cuales posteriormente se midieron mediante la técnica de Velocimetría Ultrasónica Doppler (UDV, Utrasonic Doppler Velocimetry), y se determinó que el fluido presentaba un comportamiento asimétrico y zonas de estancamiento a la salida del reactor. Por lo tanto, con el fin de eliminar estas alteraciones en el flujo, se realizaron modificaciones en el diseño del equipo, logrando disminuir significativamente la asimetría de este al incrementar la longitud del cuerpo, a su vez se encontró que los electrodos son promotores de turbulencia cuando la relación entre la longitud y el diámetro del reactor es menor a 5.