Simulación mediante dinámica de fluidos computacional (CFD) del efluente en el clarificador secundario de la PTAR Udlapark

Abstract

Este trabajo se centra en la aplicación de la dinámica de fluidos computacional (CFD) para simular el comportamiento hidráulico del flujo en el clarificador secundario de la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) de UDLAPARK por medio de la plataforma de código abierto de OpenFOAM, la cual incluye los métodos de cálculo numérico que resuelven iterativamente las ecuaciones de Navier-Stokes para predecir el movimiento del fluido. En principio, se desarrolló el pre-procesamiento con la definición del dominio mediante la construcción de la geometría circular con sus respectivas dimensiones reales y la generación del mallado computacional en el software SALOME. A continuación, se ejecutó la simulación para el clarificador secundario donde se especificaron las regiones de interés del flujo y las condiciones iniciales del sistema referentes a los parámetros de velocidad y presión. Se busco alcanzar el estado estacionario del modelo hidráulico en un tiempo de simulación de 300 segundos, utilizando el solucionador para flujos incompresibles “interFoam”, con el modelo de turbulencia RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) y el algoritmo de solución “PIMPLE” que se caracteriza por resaltar el cálculo de la velocidad y presión con mayor estabilidad. Finalmente se alcanzó la convergencia numérica a partir de los 225 segundos y se pudo llevar a cabo el post-procesamiento utilizando la herramienta visual ParaView en donde fue posible observar la proyección tridimensional del comportamiento hidráulico del clarificador secundario y se realizó el análisis del campo de flujo por medio de la aplicación visual del campo vectorial de la velocidad el cual determino la distribución y dirección del flujo.