Resumen de Helical tubular photobioreactor design using computational fluid dynamics
Arnol Smith García Barbosa, Daniel Andres Antequera Cantillo, Juan Pablo Arango Restrepo, César Augusto Gómez Pérez, Jairo J. Espinosa Oviedo
- español
En este artículo exponemos el problema de diseño de un FotoBioRreactor (FBR) tubular helicoidal basado en la minimización del consumo de energía por medio del radio de curvatura para el cultivo de microalgas. En el cual, a través del estudio del cambio de dirección en el flujo de la tubería se busca diseñar una configuración de la tubería con mínimo consumo de energía. Se ha utilizado dinámica de fluidos computacional para evaluar el consumo de energía en diferentes configuraciones, encontrando que la forma como cambia la dirección del flujo tiene un efecto sobre el consumo de energía. Adicionalmente, se ha encontrado que el radio de curvatura tiene efecto sobre la caída de presión en la tubería del FBR, por lo que se ha desarrollado una función de costo que ha permitido resolver un problema de optimización para encontrar el radio de curvatura óptimo y obtener un diseño de un FBR helicoidal con bajo consumo de bombeo.
- English
In this paper we present the design problem of helical tubular PhotoBioReactors (PBR) based on energy consumption minimization, using the radius of curvature for the cultivation of microalgae. Computational Fluid Dynamics (CFD) is used to design a configuration of the helical pipeline with minimum energy consumption. We determined how flow direction changes affect energy consumption. Additionally, it was found that the radius of curvature affects the pressure drop in the PBR’s pipe, so a cost function has been developed to solve an optimization problem seeking to obtain the optimum radius of curvature and a helical tubular PBR design with low pumping rates.
