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Velocimetría por imagen de partículas (PIV) aplicado a lechos fluidizados

Authors: Sánchez Puga, Pablo;

Velocimetría por imagen de partículas (PIV) aplicado a lechos fluidizados

Abstract

En el presente proyecto se estudia las diferentes alternativas de software libre para el análisis PIV (Velocimetría por Imagen de Partículas) desarrollado para MATLAB. En concreto, se va a adaptar su uso para lechos fluidizados. Para llevar a cabo esta tarea se ha contado con tres casos que hacen referencia a series de imágenes tomadas de tres instalaciones experimentales que contienen prototipos de lechos fluidizados 2D con diferentes peculiaridades cada una. Tras una labor de búsqueda se seleccionaron los siguientes códigos para llevar a cabo la comparativa: matPIV 1.6, matPIV 1.7, mPIV, openPIV, PIVlab y PIVsuite. Para poder realizar un buen análisis se han tenido que llevar a cabo algunas modificaciones en los códigos. Principalmente se han tenido que adaptar para el uso máscaras, cuyo objetivo es evitar el análisis dentro de las zonas donde aparecen burbujas u otros objetos inmersos en el lecho. De este modo, se evita la presencia de resultados en las soluciones que pueden perturbar el análisis, como por ejemplo la “lluvia de partículas” que aparece en el interior de burbujas que se forman. En concreto, de los códigos comparados, un pre-procesado (perteneciente a PIVlab) y un post-procesado (perteneciente a matPIV1.6) se han ido probando en los demás buscando las mejores combinaciones, con la intención de mejorar los resultados y eliminar vectores espurio (outlier). Los códigos seleccionados se han comparado entre sí llevando a cabo el análisis de varias parejas de imágenes pertenecientes a tres instalaciones diferentes tomadas con distintas cámaras digitales. La intención es analizar lechos con distintas peculiaridades seleccionando parejas de fotografías que representen varios estados de crecimiento de las burbujas o situaciones de alta vorticidad. La comparativa que se ha realizado ha sido principalmente de carácter cualitativo, observando el movimiento real de las parejas y comparándolo con los resultados que los distintos programas han proporcionado. Pero también se han tenido en cuenta algunos valores numéricos como el tiempo de análisis y la velocidad de crecimiento de la cúpula de la burbuja estimada a partir del avance del frente de la burbuja en sucesivos instantes.. Por lo tanto, se ha tenido en cuenta el coste computacional y dichos valores de velocidad que se han podido comparar con los arrojados por los programas. Todo esto ha servido para el estudio del funcionamiento de dichos códigos PIV en su aplicación para el análisis de lechos fluidizados 2D con distintas configuraciones y ha permitido obtener conclusiones sobre cuál o cuáles de ellos y en función de que situaciones o casos resultan más adecuados para dicho uso.

Country
Spain
Related Organizations
Keywords

Velocimetría por Imagen de Partículas (PIV), Dinámica de fluidos, Proceso de imágenes, Lechos fluidizados, Ingeniería Industrial

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