Efecto de la temperatura en la fracción de vapor del crudo pesado en el reactor Vortex de cavitación hidrodinámica mediante CFD

La cavitación hidrodinámica es una tecnología implementada recientemente para aplicaciones industriales, como el tratamiento de aguas, la generación de biocombustibles o el mejoramiento de los crudos pesados. Los crudos pesados se caracterizan por su baja gravedad API y su alta viscosidad, lo que resulta en un mayor costo de extracción, transporte y refinamiento, y un menor precio de venta por su menor contenido de fracciones livianas como la nafta. Por lo tanto, los reactores de cavitación hidrodinámica se utilizan para cavitar el crudo y mejorar la viscosidad, y la eficiencia depende en gran medida de los parámetros operativos, como la presión de entrada, la temperatura y el porcentaje de un donante de hidrógeno. En este trabajo se analiza el efecto de la temperatura sobre la dinámica de fluidos del crudo en el interior del reactor Vortex HCR-Nano, tomando como variable de respuesta la fracción volumétrica de vapor. El estudio CFD se realizó utilizando Ansys Fluent, con cinco temperaturas diferentes entre 92 ◦ F y 350 ◦ F, modelado 3D de flujo en estado estacionario para fluido multifásico líquido-vapor, con modelo de turbulencia realisable k-ε y cavitación Schnerr-Sauer. Los resultados muestran que el volumen de vapor aumenta con la temperatura hasta, hasta un volumen de 1.507 cm3, donde la principal contribución se debe al efecto Vortex. Investigación adicional incluye el comportamiento de la cavitación hidrodinámica con diferentes crudos y parámetros operativos.