Estudio del efecto del tamaño de gota y velocidad de entrada sobre la eficiencia de separación del gas natural en un separador ciclónico usando dinámica de fluidos computacional (2019)
Entre las facilidades de superficie se encuentran los equipos de separación gas-liquido, en donde los separadores gravitacionales son los más usados en la industria, pero estos son pesados, voluminosos y con altos costos de mantenimiento. Con el fin de disminuir costos operacionales, se ha estudiado la posibilidad de implementar separadores gas-líquido tipo ciclón cilíndricos (GLCC), los cuales son de una geometría simple, compactos y de bajo costo de mantenimiento debido a la carencia de partes móviles. En este trabajo se realiza un análisis de la eficiencia de separación de un separador tipo ciclón cilíndrico utilizando la dinámica de fluidos computacional (CFD) en el software de simulación ANSYS. El modelo de turbulencia usado fue el modelo k-realizable y para el análisis de tamaño de gota, se hizo un seguimiento Lagrangiano usando el modelo DPM (Discrete Phase Model). Se realizó una simulación numérica donde se estudió la trayectoria dinámica y el rendimiento de separación de las gotas de aceite en función de la velocidad y el tamaño de gota, se analizó la eficiencia incluyendo fenómenos de ruptura y coalescencia en las gotas. Los resultados mostraron que la ruptura y coalescencia de las gotas de aceite están presentes en el proceso de separación, lo que influye claramente en la eficiencia de la separación, también indicaron que la velocidad de entrada jugó un papel importante en la influencia de estos fenómenos y por lo tanto en la eficiencia, ya que determina la posibilidad y el grado de ruptura y coalescencia de las gotas.