Autor/es

Shakaib, Muhammad ; Ehtisharn ul Haq, Muhammad ; Fakhir Hasani, Syed Muhammad

En

Editor

Universidad de Montevideo

Notas

Computational fluid dynamics (CFD) simulations are carried out to examine the effect of geometricparameters of Tesla valve on flow patterns, pressure drop and flow diodicity. In forward flow, the flow is relatively smooth with less flow resistance. The low velocity regions are present at the entrance to the curved section and at thejunction of the curved section and the exit channel, where flow separation takes place. In reverse flow, the flow is quite irregular, and major recirculation zones are observed in the bottom branch, in addition to the top-curved and exit sections. The simulations with small time steps show that the flow is steady when the flow takes place in the forwarddirection. The flow is mostly transient; however, when the fluid flows in the reverse direction, particularly at higher Reynolds numbers. The effect of geometric parameters such as the angles subtended by the curved section (with thehorizontal) shows that optimal values of these angles exist. For a certain range of angles, diodicity is greater than 2.The effect of multi-staging of the Tesla valve is studied, and it is found that the flow unsteadiness and overall diodicity increase with the number of stages.

Simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) fueron realizadas para examinar el efecto de los parámetros geométricos de la válvula Tesla en los patrones de flujo, la caída de presión y la diodicidad del flujo. En flujo directo, el flujo es relativamente suave y presenta poca resistencia. Se observan regiones de baja velocidad en la entrada de la sección curva y en la unión de esta con el canal de salida, donde se produce la separación del flujo. En flujo inverso, el flujo es bastante irregular y se observan importantes zonas de recirculación en la rama inferior, además de en las secciones superior curva y de salida. Las simulaciones con pasos de tiempo pequeños muestran que el flujo es estacionario en la dirección directa. Sin embargo, el flujo es mayormente transitorio en la dirección inversa, particularmente a números de Reynolds elevados. El efecto de parámetros geométricos como los ángulos subtendidos por la sección curva (con respecto a la horizontal) muestra que existen valores óptimos para estos ángulos. Para un cierto rango de ángulos, la diodicidad es mayor que 2. Se estudia el efecto de la multietapa de la válvula Tesla y se encuentra que la inestabilidad del flujo y la diodicidad general aumentan con el número de etapas.

Simulações de dinâmica dos fluidos computacional (CFD) foram realizadas para examinar o efeito dosparâmetros geométricos da válvula Tesla nos padrões de fluxo, na queda de pressão e na diodicidade do fluxo. No fluxo direto, o fluxo é relativamente suave, com menor resistência. Regiões de baixa velocidade estão presentes naentrada da seção curva e na junção da seção curva com o canal de saída, onde ocorre a separação do fluxo. No fluxo reverso, o fluxo é bastante irregular e grandes zonas de recirculação são observadas no ramo inferior, além das seções curvas superiores e de saída. As simulações com pequenos passos de tempo mostram que o fluxo é estável quando ocorre na direção direta. O fluxo é predominantemente transiente quando o fluido flui na direção reversa, particularmente em números de Reynolds mais altos. O efeito de parâmetros geométricos, como os ângulos subtendidos pela seção curva (com a horizontal), mostra que existem valores ótimos para esses ângulos. Para uma determinadafaixa de ângulos, a diodicidade é maior que 2. O efeito do funcionamento em múltiplos estágios da válvula Tesla é estudado, e constata-se que a instabilidade do fluxo e a diodicidade geral aumentam com o número de estágios.

Palabras claves

Diodicidad Caída de presión Microfluídica/nanofluídica Válvula Tesla Dinámica de fluidos computacional

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• Memoria Investigaciones en Ingeniería [278]