Aplicación de cfd-ansys-fluent en el estudio hidrodinámico de tanques de recirculación empleados en acuacultura

Abstract

La Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) tiene distintas aplicaciones en diversas áreas de la ingeniería, principalmente en la modelación de flujos, donde es utilizada para conocer las características de un flujo en movimiento y determinar las variables que intervienen en su comportamiento, de manera teórica pero económica y con resultados muy cercanos a la realidad. En acuacultura, la CFD es utilizada para visualizar y evaluar el comportamiento hidrodinámico de tanques de cultivo de peces, tomando en cuenta las condiciones de flujo para el sano desarrollo de los peces. Sin embargo, pocos trabajos analizan la eficiencia de remoción de sedimentos de forma natural, considerando el comportamiento del flujo dentro del tanque. En el presente trabajo, se analiza la hidrodinámica de un tanque de recirculación de agua empleado en acuacultura, aplicando simulación por computadora a través de técnicas CFD, demostrando la importancia de realizar simulaciones aplicando métodos numéricos, para la obtención de parámetros hidrodinámicos, principalmente, los campos de velocidad y turbulencia ante diversos escenarios de operación de un sedimentador tipo hidrociclón. Los resultados obtenidos demuestran que los principales factores que influyen en la hidrodinámica del tanque y del sedimentador son: la forma y distribución de rejillas del sedimentador, así como el diámetro del mismo. El efecto que producen dichas rejillas, son diversas variaciones en la distribución de velocidades del tanque y principalmente dentro del sedimentador, afectando las condiciones óptimas del flujo para la sedimentación de partículas y por ende la eficiencia en la remoción de sedimentos dentro del tanque. Con los resultados obtenidos mediante la aplicación de CFD fue posible relacionar la hidrodinámica del sedimentador con su diámetro y estructura de rejillas, logrando tener un flujo idóneo en el tanque para al sano desarrollo de los peces y un flujo con velocidad total máxima de 2 cm/s dentro del sedimentador, suficiente para lograr la sedimentación de partículas, y con ello generar un sistema con características de auto-limpieza.