Análisis comparativo de modelos reológicos en pulpas mineras mediante el uso de herramientas CFD

Abstract

En la presente memoria se abordó de manera introductoria la simulación del flujo de una pulpa minera a bajos números de Reynolds mediante CFD, utilizando los modelos reológicos de Bingham, Bingham-Papanastasiou, Herschel-Bulkley-Papanastasiou y Ley de potencias para distintas condiciones geométricas en una configuración de canaleta-cajón disipador. Se incluyeron simulaciones para un modelo monofásico, donde el dominio corresponde únicamente al fluido que se está simulando, y un modelo bifásico, en donde se considera un dominio que inicialmente contiene únicamente aire. Se logró cuantificar las influencias de la altura de la pared aquietadora del cajón en las velocidades en el fondo y salida, la influencia de una pendiente de ángulo θ en la canaleta de entrada en la velocidad aguas abajo y también las diferencias que presentan los distintos modelos reológicos para modelar la pulpa. Los resultados dan cuenta de que existe una influencia directa del ángulo θ en la velocidad que gobierna el flujo de la pulpa hacia el cajón disipador. También se determinó que no existe mayor perturbación en la velocidad de salida al variar la altura de la pared aquietadora en el modelo monofásico. Además, se logró corroborar los resultados obtenidos en el modelo monofásico con los resultados del modelo bifásico, los cuales son concordantes.

The present report introduces the simulation of the flow of a mining pulp at low Reynolds number by means of computational models using the rheological models of Bingham, Bingham-Papanastasiou, Herschel-Bulkley-Papanastasiou and Power Law for different geometric conditions in a gutter-dissipative drawer configuration. On the simulations were included a single-phase model, where the domain corresponds only to the fluid being simulated, and a two-phase model, where considered a domain that initially contains only air. It was possible to quantify the influences of the height of the stilling wall of the drawer on the bottom and outlet speeds, the influence of an angle slope 𝜃 in the inlet gutter on the downstream speed and the differences that the different rheological models present for modeling the pulp. The results show that there is a direct influence of the angle θ on the speed that governs the flow of the pulp towards the dissipative drawer. It was also determined that there is no major disturbance in the output speed when varying the height of the stilling wall in the singlephase model. The results obtained in the single-phase model were corroborated with the results of the twophase model, which are consistent.