Modelación numérica del flujo y comportamiento del Sifón Piura utilizando Ansys

Abstract

La tesis tiene como objetivo describir el comportamiento del flujo del fluido que atraviesa el sifón Piura empleando la modelación numérica, con el fin de contar con una herramienta confiable y viable para diseños hidráulicos que garantice la mayor eficacia en la captación del agua y permita el abastecimiento de las zonas urbanas y agrícolas. Con lo cual, se pretende no solo estudiar el movimiento del agua a través de la modelación, sino también conocer todos los aspectos que influyen sobre la situación actual del sifón. Para ello, se realiza la evaluación de distintas variables que influyen sobre el flujo del agua y el comportamiento del sifón Piura, utilizando tres tipos de métodos: el método analítico, el método experimental y el método de modelación numérica. En tanto, se analiza, compara y discuten los resultados del método analítico, iniciando con una verificación en el diseño del sifón y comprobando que cumple con los requisitos hidráulicos necesarios. Asimismo, se analiza un método experimental frente a los resultados del modelo numérico, dando validez a la modelación en Ansys CFX, el cual entrega mayor facilidad sobre el análisis de los fluidos. Los resultados de la simulación permiten observar zonas del sifón que son inaccesibles. Estas zonas se muestran a través de gráficos de líneas de flujo, perfil de velocidades o de presiones, los cuales identifican los parámetros del flujo de agua. Por otro lado, parámetros como: caudal, velocidad, pérdidas hidráulicas, etc., obtenidos en el método analítico y experimental, son base importante que ayuda a comprobar que la modelación se comporta como el modelo real del sifón. Finalmente, se concluye que la validez del diseño hidráulico, a través de la modelación numérica, se logra mediante la comparación de los resultados obtenidos por los tres métodos, permitiendo un mayor entendimiento sobre el comportamiento hidráulico de la estructura en estudio.