Evolución de productos gaseosos en un reactor fotoelectroquímico tubular en flujo bifásico líquido-gas mediante dinámica de fluidos computacional

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dc.contributor.advisorJaramillo Gutiérrez, María Inés
dc.contributor.advisorPedraza Avella, Julio Andrés
dc.contributor.authorGóngora Ramírez, Daniel Alejandro
dc.contributor.evaluatorMartínez Rey, Ramiro
dc.contributor.evaluatorChaves Guerrero, Arlex
dc.date.accessioned2022-04-19T15:43:38Z
dc.date.available2022-04-19T15:43:38Z
dc.date.created2022-03-30
dc.date.embargoEnd2027-03-30
dc.date.issued2022-03-30
dc.description.abstractA través de los años en el grupo de investigación en minerales, Biohidrometalugia y Ambiente (GIMBA) se ha estudiado el diseño de reactores fotoelectroquímicos para depuración de agua residual y producción de hidrogeno verde; gracias a los simuladores, se han podido desarrollar modelos CAD (diseño asistido por computadora) para su diseño y con ayuda de COMSOL Multiphysics la simulación de modelos CFD (dinámica de fluidos computacional) para su optimización y cambios en el diseño. Así, se evaluó el comportamiento de los gases producidos en el interior del reactor UIS GIMBA en su versión 2.2 y con la escogencia de un modelo CFD para simular el comportamiento del flujo bifásico en el interior del reactor. Esto, con un modelo de Level Set acoplado a una hidrodinámica para modelos laminar y turbulento, este último, con acople del modelo k-e, resolviendo las ecuaciones de continuidad y Navier-Stoke en estado transitorio. Así mismo, se evidenció como afecta las variables aplicadas como lo es el caudal de entrada al reactor, la coalescencia de las burbujas de gas producidas, hidrogeno y oxigeno producido, y su comportamiento en la zona inter-electrodica y cabezal de salida. Para un caudal de 1L/min la simulación mostró mayor coalescencia de los gases producidos y también una acumulación en el cabezal de salida del reactor, esto para una geometría 2D en el perfil volumétrico de los gases.
dc.description.abstractenglishThroughout the years, the research group on minerals, biohydrometallurgy and environment has studied the design of fotoelectrochemical reactors for depurationof wastewater and green hydrogen productionThanks to the simulators, it has been developed CAD models (computer-aided design) for its design and besides, with the support of COMSOL Multiphysics the simulation of models CFD (computational fluid dynamics) in order to optimize and changes in design. Thus, the gases behaviour which were produced inside the reactor UIS GIMBA in its version 2.2 was evaluated and then the CFD model was chosen to simulate the biphasic flow behavior into the reactor. Thereby, a Level Set model is linked to a hydrodinamic to laminate models and turbulent, this last one, coupled with a model k-e, solving the continuity equations and Navier-Stoke into a transitory state. So, the impact of applied variables was seen such as the intake flow into the reactor, the coaslecence of gas bubbles, hydrogen and oxygen production and its behaviour in the inter-electrodic zone and outled head. Finally, the flow 1L/min the simulation showed a higher coalecence of gas production and an accumulation in the outled head of the reactor, so, the geometry 2D in the gases volumetric profield.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Químico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9996
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programIngeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectDinámica de Fluidos Computacional (CFD)
dc.subjecthidrodinámica
dc.subjectmodelo
dc.subjectCOMSOL Multiphysics
dc.subjectreactor
dc.subjectLevel Set
dc.subjectHidrógeno
dc.subjectcaudal
dc.subject.keywordcomputational fluid dinamics (CFD)
dc.subject.keywordhydrodynamics
dc.subject.keywordmodel
dc.subject.keywordCOMSOL Multiphysics
dc.subject.keywordreactor
dc.subject.keywordLevel Set
dc.subject.keywordhydrogen
dc.subject.keywordflow
dc.titleEvolución de productos gaseosos en un reactor fotoelectroquímico tubular en flujo bifásico líquido-gas mediante dinámica de fluidos computacional
dc.title.englishEvaluation of gas pruducts in a tubular fotoelectrochemical reactor in bifasic fluid liquid-gas through computational fluid dinamics.
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Química