Tecnología y ciencias del agua (Jul 2015)
Comparación de resultados experimentales de un Venturi con simulación de dinámica de fluidos computacional
Abstract
En los sistemas de riego es necesario definir la línea de energía total del flujo de agua para evitar variaciones de presión y gasto en los puntos de entrega y control. En estos puntos se instalan equipos especiales, entre los que se encuentran los aforadores Venturi. Estos dispositivos han sido poco estudiados en relación con tamaños, formas, materiales o condiciones de funcionamiento, y las recomendaciones de operación provienen de características obtenidas de modo experimental. Así, modelar su funcionamiento a través de simulación con dinámica de fluidos computacional (DFC) resultaría práctico, económico y confiable. El objetivo del trabajo consistió en validar la simulación de funcionamiento con DFC de un dispositivo Venturi con base en observaciones de laboratorio. La comparación de los resultados experimentales y mediante DFC fueron altamente satisfactorios para los valores de velocidad media (1.53 m s-1), gasto (0.027 m3 s-1) y presión en el manómetro diferencial (15 cm de Hg). Una vez validado el modelo, se simularon ocho escenarios de operación, con variación de gasto desde 0.005 m3 s-1 hasta 0.040 m3 s-1, lo cual simplificó el modelo de la relación gasto-pérdida de carga del Venturi, con una ecuación cuadrática y así eliminar la incertidumbre del coeficiente de descarga requerido en los análisis experimentales. Los valores característicos del dispositivo fueron un requerimiento de carga hidráulica mínima en la contracción del Venturi de 0.4 kg cm-2, y una pérdida de carga total en el Venturi de 0.075 kg cm-2 para Qmáx de 0.040 m3 s-1. Por último se recomienda diseñar dispositivos Venturi con DFC y con ello obtener información confiable para su instalación en sistemas de riego.
