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dc.contributorMartínez Cuenca, Raúl
dc.contributorChiva Vicent, Sergio
dc.contributor.authorMacías Martínez, Aina
dc.contributor.otherUniversitat Jaume I. Departament d'Enginyeria Mecànica i Construcció
dc.date.accessioned2015-09-30T10:10:39Z
dc.date.available2015-09-30T10:10:39Z
dc.date.issued2015
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10234/134545
dc.descriptionTreball Final de Grau en en Tecnologies Industrials. Codi: ET1040. Curs: 2014/2015ca_CA
dc.description.abstractLos flujos multifásicos son flujos compuestos por dos o más fluidos, como aceite y aire. Estos flujos tienen múltiples aplicaciones, por lo que aparecen en una gran variedad de sistemas industriales. Un ejemplo de ello son los mezcladores industriales, los cuales además de conseguir mezclas homogéneas de distintos componentes, buscan la fabricación de nuevas sustancias y emulsiones mediante determinados procesos químicos. En este caso, los flujos resultantes pueden estar compuestos por diversas sustancias, pudiendo incluso hallar mezclas de líquidos con sólidos. Entre los flujos multifásicos, el flujo bifásico líquido-gas es una de las combinaciones más complejas. Este tipo de flujo es ampliamente estudiado debido al especial interés por el conocimiento de su comportamiento así como por su caracterización. Un ejemplo de ello son las centrales nucleares y las plantas de concentración solar, dado que ambas basan la generación de energía en la ebullición de agua mediante ciclos termodinámicos tipo Brayton o Rankine y donde las fases consisten en agua líquida y vapor de agua. De este modo, el estudio y comprensión de los flujos multifásicos es necesario tanto para el diseño, comprensión y optimización de sistemas industriales. El presente trabajo se centra en el sistema de aireación de la estación depuradora La Unión, situada en Murcia. Este sistema se encuentra situado en la zona aeróbica del reactor biológico, donde existe flujo bifásico, ya que los difusores situados en el fondo del tanque producen burbujas de aire encargadas de oxigenar las aguas residuales. Esta parte de la planta es muy importante ya que de ella dependen parámetros tanto económicos como de calidad del efluente. Por un lado, la cantidad de caudal de aire que suministran los difusores influye en el grado de oxigenación de las aguas y por tanto en la eliminación de la materia orgánica disuelta en ella. Por otro lado, el consumo eléctrico del compresor (soplante) que proporciona este caudal de aire a los difusores, representa hasta un 60% del consumo eléctrico total de la planta. Esto hace que se preste especial atención a este sistema y que por tanto se necesiten desarrollar diferentes propuestas con el objetivo de optimizarlo. Una de las principales cuestiones que se plantean los ingenieros que se encargan del funcionamiento de este tipo de instalaciones es la de si es mejor mover el flujo que pasa por los difusores o dejarlo prácticamente en reposo (siempre es necesario moverlo para evitar la sedimentación de los contaminantes). En general, parece que es mejor mover dicho flujo, pero hay algunas instalaciones en las que ocurre justo lo contrario. Por ello, en este trabajo se propone estudiar la influencia de la velocidad del flujo en el proceso de aireación por difusores e identificar si hay alguna razón física que explique variaciones en la eficiencia del proceso. En caso positivo, se propondrá alguna directriz que permita la optimización de esta etapa. Dado que la fuerza de arrastre sobre las burbujas determina su velocidad de ascenso, se propone realizar un estudio de la velocidad terminal de las burbujas en flujos que no estén en reposo. Dado que la viscosidad juega un papel importante en las correlaciones de velocidad terminal existentes, y que la turbulencia del flujo se comporta como una fuente adicional de viscosidad, se tratará de correlacionar la veocidad terminal de burbujas individuales con la turbulencia y velocidad del flujo. Si el aumento de esta turbulencia efectivamente frena las burbujas, entonces será conveniente mover el flujo principal a fin de hacer que las burbujas estén más tiempo en contacto con el flujo para aumentar la cantidad de oxígeno aportado. Por tanto, el principal objetivo del presente trabajo consiste en optimizar el sistema de aireación de la depuradora previamente mencionada a partir de la maximización del tiempo de contacto de las burbujas con el flujo principal, con el fin de reducir los costes energéticos (al aumentar el tiempo de contacto podría disminuirse el caudal de gas a inyectar) sin disminuir la oxigenación de las aguas residuales. Para ello, se va a proceder a la creación de una pequeña instalación compuesta por una columna rectangular situada verticalmente por la que fluye agua en sentido descendente (Sección 3.3). En ésta, se inyectará gas que fluirá hacia arriba. Trabajando en la zona de velocidades en la que trabaja el flujo del tanque de la E.D.A.R. se recreará la turbulencia que se produce en ésta y se podrá analizar cómo influye la velocidad del agua en la velocidad terminal de las burbujas (Sección 3.4). Para ello, se tomarán imágenes de las burbujas en la columna de la instalación y mediante técnicas de procesado de imagen se obtendrá el coeficiente de arrastre de las burbujas bajo distintos regímenes de flujo. Posteriormente, se determinará si la turbulencia del flujo principal influye o no en el coeficiente de arrastre sobre las burbujas aisladas(Sección 3.6). Una vez se han obtenido los resultados, se analizarán las propuestas anteriormente planteadas, concluyendo si se puede optimizar económicamente el sistema de aireación.(Sección 4).ca_CA
dc.format.mimetypeapplication/pdfca_CA
dc.language.isospaca_CA
dc.publisherUniversitat Jaume Ica_CA
dc.rights.urihttp://rightsstatements.org/vocab/CNE/1.0/*
dc.subjectGrau en Enginyeria en Tecnologies Industrialsca_CA
dc.subjectGrado en Ingeniería en Tecnologías Industrialesca_CA
dc.subjectBachelor's Degree in Industrial Technologyca_CA
dc.subjectFlujos multifásicosca_CA
dc.subjectSistema de aireaciónca_CA
dc.subjectEstación depuradora La Uniónca_CA
dc.subjectEstación Depuradora de Aguas Residualesca_CA
dc.subject.lcshSewage disposal plantsca_CA
dc.subject.otherVentilacióca_CA
dc.subject.otherAigües residualsca_CA
dc.subject.otherPlantes de tractamenca_CA
dc.titleOptimización del proceso de aireación de una E.D.A.R. mediante el análisis de la fuerza de arrastre sobre burbujas aisladas ascendiendo en un flujo turbulentoca_CA
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisca_CA
dc.educationLevelEstudios de Gradoca_CA
dc.rights.accessRightsinfo:eu-repo/semantics/restrictedAccessca_CA


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