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Simulación numérica de un separador gas-líquido tipo ciclón cilíndrico utilizando dinámica de fluidos computacional

Resumen

Entre las facilidades de superficie presentes en un campo, se encuentran los separadores gas-líquido. Los mecanismos de separación bifásicos más usados en la industria son los separadores gravitacionales. Estos separadores son pesados, ocupan un espacio considerable y tienen altos costos de mantenimiento. Con el objetivo de disminuir costos operacionales se han desarrollado separadores gas-liquido tipo ciclón los cuales son compactos, con geometría simple y de mantenimiento económico. En este trabajo se realiza un estudio de la separación gas-líquido en un separador tipo ciclón cilíndrico utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD) en la herramienta ANSYS Fluent 18.0. El modelo usado para la turbulencia fue el k- y para el flujo multifásico el modelo de mezcla. Primero, se usa una mezcla de aire-agua en diferentes geometrías del separador al variar el ángulo de la boquilla de entrada de 27o a 36o y 45o a fin de seleccionar la que tenga un vórtice con mejores características para la separación de fases. Para ello, se estudian las variables de fracción volumétrica, velocidad y presión mediante gráficos y contornos hechos en la herramienta computacional. Luego, se simula una mezcla de gas natural del campo colombiano Cusiana para tener una idea del comportamiento fluido-dinámico del gas en este tipo de