Estudio CFD del flujo de aire en un secadero de madera por lotes

Abstract

[Resumen] En este trabajo se lleva a cabo un estudio numérico del flujo de aire en un túnel de secado de madera experimental, mediante la herramienta CFD de código libre OpenFOAM. Este ha sido un problema típicamente abordado en la bibliografía por medio de la simulación del flujo sobre la geometría detallada del túnel y los castillos de madera. Sin embargo, su aplicación a escala industrial para propuesta de mejoras es limitada debido al alto coste computacional. Alternativamente, se ha llevado a cabo una validación de una metodología novedosa, que consiste en el modelado de la resistencia al flujo de los castillos como medio poroso en la que los coeficientes de porosidad se obtienen de simulaciones de una muestra del castillo. Esta estrategia permite obtener los parámetros característicos del túnel, como el punto de funcionamiento de los ventiladores o el flujo que atraviesa los castillos. Además, se ha llevado a cabo un estudio comparativo para diferentes condiciones de contorno para modelar el funcionamiento real de los ventiladores. En este sentido, ninguna de las condiciones previamente implementadas ha mostrado un comportamiento satisfactorio, por lo que se ha empleado una nueva condición de contorno desarrollada en el Grupo Integrado de Ingeniería.

[Resumo] Neste traballo lévase a cabo un estudo numérico do fluxo de aire nun túnel de secado de madeira experimental, mediante a ferramenta CFD de código libre OpenFOAM. Este foi un problema típicamente abordado na bibliografía por medio de simulación do fluxo sobre a xeometría detallada do túnel e os castillos de madeira. Sin embargo, a súa aplicación a escala industrial para proposta de melloras é limitada debido ao alto custo computacional. Alternativamente, lévase a cabo unha validación dunha metodoloxía novedosa, que consiste nun modelado da resistencia ao fluxo dos castillos como medio poroso nas que os coeficientes de porosidad se obteñen de simulacións dunha mostra do castillo. Esta estratexia permite obter os parámetros característicos do túnel, como o punto de funcionamiento dos ventiladores ou o fluxo que atravesa os castillos. Ademáis, lévase a cabo un estudo comparativo para diferentes condicións de contorno para modelar o funcionamento real dos ventiladores. Neste sentido, ningunha das condicións previamente implementadas mostrou un comportamento satisfactorio, polo que se emplea una nova condición de contorno desarrollada polo Grupo Integrado de Enxeñaría.

[Abstract] The aim of this project is to carry out a numerical study of the air flow in an experimental wood-drying tunnel, which is done by using the the CFD tool of free code OpenFOAM. This problem has typically been addressed in different bibliographical sources through the simulation of the flow about the detailed geometry of the tunnel and the wooden castles. However its application, on an industrial scale, for improvement proposals has been limited due to the high computational cost. Alternatively, the validation of a new methodology is carried out, consisting of the modeling of the flow resistance of the castles, these being a porous medium of which the porosity coefficients are obtained from simulations of a sample of the castle. This strategy allows us to obtain the characteristic parameters of the tunnel, such as the operating point of the fans or the flow that traverses the castles. In addition, a comparative study has been carried out for the different boundary conditions to model the actual operation of the fans. In this sense, none of the previously implemented conditions has shown satisfactory behavior, due to this a new boundary condition is used, after having been developed by the Integrated Engineering Group.