Effect of Tesla valve geometry on unsteady flow behavior and pressure drop : a CFD study

Muhammad Shakaib; Muhammad Ehtisharn ul Haq; Syed Muhammad Fakhir Hasani

doi:10.36561/ING.29.5

Autores/as

Muhammad Shakaib NED University of Engineering and Technology, Pakistan https://orcid.org/0000-0003-0699-1987
Muhammad Ehtisharn ul Haq NED University of Engineering and Technology, Pakistan https://orcid.org/0000-0001-8751-348X
Syed Muhammad Fakhir Hasani Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University, Pakistan https://orcid.org/0000-0002-6202-1996

DOI:

https://doi.org/10.36561/ING.29.5

Palabras clave:

Diodicidad, Caída de presión, Microfluídica/nanofluídica, Válvula Tesla, Dinámica de fluidos computacional

Resumen

Simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) fueron realizadas para examinar el efecto de los parámetros geométricos de la válvula Tesla en los patrones de flujo, la caída de presión y la diodicidad del flujo. En flujo directo, el flujo es relativamente suave y presenta poca resistencia. Se observan regiones de baja velocidad en la entrada de la sección curva y en la unión de esta con el canal de salida, donde se produce la separación del flujo. En flujo inverso, el flujo es bastante irregular y se observan importantes zonas de recirculación en la rama inferior, además de en las secciones superior curva y de salida. Las simulaciones con pasos de tiempo pequeños muestran que el flujo es estacionario en la dirección directa. Sin embargo, el flujo es mayormente transitorio en la dirección inversa, particularmente a números de Reynolds elevados. El efecto de parámetros geométricos como los ángulos subtendidos por la sección curva (con respecto a la horizontal) muestra que existen valores óptimos para estos ángulos. Para un cierto rango de ángulos, la diodicidad es mayor que 2. Se estudia el efecto de la multietapa de la válvula Tesla y se encuentra que la inestabilidad del flujo y la diodicidad general aumentan con el número de etapas.

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