Mejoramiento del desempeño hidrodinámico de un digestor anaeróbico de laguna cubierta mediante CFD//Improving the hydrodynamic performance of a covered lagoon anaerobic digester by CFD

Mejoramiento del desempeño hidrodinámico de un digestor anaeróbico de laguna cubierta mediante CFD//Improving the hydrodynamic performance of a covered lagoon anaerobic digester by CFD

La digestión anaeróbica de residuos de explotacionespecuarias presenta beneficios tales como, la reducción de olores y agentes patógenos, la producción de biogás y biofertilizantes. La producción de metano está influenciada, entre otros factores, por el desempeño hidrodinámico del digestor. El objet...

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Autores principales: Martínez-García, Ricardo Adolfo, Espinosa-Solares, Teodoro, Flores-Velázquez, Jorge, Rojano-Aguilar, Abraham, Reséndiz-Cantera, Omar, Arzeta-Ríos, Abraham Jesús
Format: Online
Sprog:spa
Udgivet: Universidad de Sonora 2019
Online adgang:https://biotecnia.unison.mx/index.php/biotecnia/article/view/1125
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spelling biotecnia-article-11252022-05-31T17:20:45Z Mejoramiento del desempeño hidrodinámico de un digestor anaeróbico de laguna cubierta mediante CFD//Improving the hydrodynamic performance of a covered lagoon anaerobic digester by CFD Martínez-García, Ricardo Adolfo Espinosa-Solares, Teodoro Flores-Velázquez, Jorge Rojano-Aguilar, Abraham Reséndiz-Cantera, Omar Arzeta-Ríos, Abraham Jesús PIV modelo a escala espacio muerto Mezclado digestión La digestión anaeróbica de residuos de explotacionespecuarias presenta beneficios tales como, la reducción de olores y agentes patógenos, la producción de biogás y biofertilizantes. La producción de metano está influenciada, entre otros factores, por el desempeño hidrodinámico del digestor. El objetivo de esta investigación fue construir y validar un modelo numérico basado en Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), a partir de un prototipo de un digestor anaeróbico de laguna cubierta. Las simulaciones del modelo en CFD fueron realizadas a partir de las características del reactor y las propiedades del fluido de trabajo. Para comprobar la concordancia del modelo, los resultados numéricos se relacionaron con datos experimentales generados mediante Velocimetría de Imágenes de Partículas (PIV) en un modelo a escala del digestor original. Con el modelo validado, se simularon cuatro alternativas de diseño. Los resultados mostraron mayor eficiencia del patrón de flujo al incluir recirculación. La reducción de espacio muerto entre configuraciones propuestas con respecto al original osciló entre 12,7-19,2%. La configuración de mejor desempeño hidrodinámico fue con recirculación de 2/3 de la alimentación en la entrada original y el otro tercio la distancia de 12 m y con un ángulo de 90° respecto a la línea de entrada.ABSTRACTAnaerobic digestion of livestock waste has benefits such as reduction of odours and pathogens, production of biogas and biofertilizers. Methane production is influenced, among other factors, by the hydrodynamic performance of the digester. The objective of this research was to construct and validate a numerical model based on Computational Fluid Dynamics (CFD), from a prototype of a covered lagoon anaerobic digester. CFD model simulations were performed from reactor characteristics and working fluid properties. To check the agreement of the model, the numerical results were related to experimental data generated by Particle Imaging Velocimetry (PIV) in a scale model of the original digester. With the validated model, four design alternatives were simulated. The results showed greater efficiency of the flow pattern by including recirculation. The reduction in dead space between proposed configurations with respect to the original, ranged from 12.7-19.2%. The best hydrodynamic performance configuration was with recirculation of 2/3 of the feed at the original inlet and the other third at 12 m and at an angle of 90° to the input line. Universidad de Sonora 2019-10-18 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion Original peer-reviewed articles Artículos originales evaluados por pares application/pdf text/xml https://biotecnia.unison.mx/index.php/biotecnia/article/view/1125 10.18633/biotecnia.v22i1.1125 Biotecnia; Vol. 22 No. 1 (2020): Enero-Abril; 56-66 Biotecnia; Vol. 22 Núm. 1 (2020): Enero-Abril; 56-66 1665-1456 1665-1456 spa https://biotecnia.unison.mx/index.php/biotecnia/article/view/1125/363 https://biotecnia.unison.mx/index.php/biotecnia/article/view/1125/409 Derechos de autor 2019 Biotecnia
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