Simulación de la transferencia de oxígeno en agua por aireación con difusores, aplicando relaciones mecanicistas

Resumen

La finalidad de esta investigación fue evaluar el comportamiento del error de estimación de un modelo matemático, en la predicción de la concentración de oxígeno disuelto (OD) durante la operación de oxigenación de agua, a diferentes profundidades de sumergencia de un difusor de burbuja fina. El modelo que se evaluó se generó al introducir las relaciones mecanicistas propuestas por Lee, en la ecuación de la teoría de la doble capa para la transferencia de oxígeno en agua. Las relaciones mecanicistas permiten calcular la concentración de saturación de OD y el coeficiente de transferencia de oxígeno en términos de las propiedades físicas del agua, además, que permite modificar la temperatura del líquido y la presión del aire. Para la evaluación, se utilizó datos de ensayos de aireación de agua desoxigenada en un recipiente a volúmenes constantes. Las profundidades de sumergencia del difusor a las cuales se experimentó fueron de 35 cm, 70 cm y 105cm. El error de estimación se calculo por diferencia de los resultados generados por simulados con el modelo y, los obtenidos experimentalmente. La simulación se desarrolló a las mismas condiciones experimentales y con el modelo en diferencias finitas. Después de la evaluación, se encontró que el error máximo fue de 0.01 ppm a 35 cm. La relación entre la profundidad de sumergencia y el error de estimación del modelo no tuvo una tendencia definida, y el efecto, es significativo.