CFD models for polydispersed bubbly flows

Many flow regimes in Nuclear Reactor Safety Research are characterized by multiphase flows, with one phase being a continuous liquid and the other phase consisting of gas or vapour of the liquid phase. In dependence on the void fraction of the gaseous phase the flow regimes e.g. in vertical pipes are varying from bubbly flows with low and higher volume fraction of bubbles to slug flow, churn turbulent flow, annular flow and finally to droplet flow. In the regime of bubbly and slug flow the multiphase flow shows a spectrum of different bubble sizes. While disperse bubbly flows with low gas volume fraction are mostly mono-disperse, an increase of the gas volume fraction leads to a broader bubble size distribution due to breakup and coalescence of bubbles. Bubbles of different sizes are subject to lateral migration due to forces acting in lateral direction different from the main drag force direction. The bubble lift force was found to change the sign dependent on the bubble size. Consequently this lateral migration leads to a de-mixing of small and large bubbles and to further coalescence of large bubbles migrating towards the pipe center into even larger Taylor bubbles or slugs. An adequate modeling has to consider all these phenomena. A Multi Bubble Size Class Test Solver has been developed to investigate these effects and test the influence of different model approaches. Basing on the results of these investigations a generalized inhomogeneous Multiple Size Group (MUSIG) Model based on the Eulerian modeling framework has been proposed and was finally implemented into the CFD code CFX. Within this model the dispersed gaseous phase is divided into N inhomogeneous velocity groups (phases) and each of these groups is subdivided into Mj bubble size classes. Bubble breakup and coalescence processes between all bubble size classes Mj are taken into account by appropriate models. The inhomogeneous MUSIG model has been validated against experimental data from the TOPFLOW test facility

Assessing Interannual Water Balance of La Plata River Basin

The Paraná River is the most important component of the La Plata River, sustaining regional economies in four Countries. In the last decades, significant regional changes such as deforestation and crop substitution have been taken place in the Paraná basin. Thus, the basin response in terms of the Paraná streamflow could have been modified.  The main objective of this paper is to analyse the structure of the evapotranspiration (ET(t)) time series of the upper Paraná basin.  We analyzed the relationship between the variables in the water balance equation then, we applied a SSA analysis to learn more about the temporal structure of the ET(t) time series. The correlation study shows that ET(t) is correlated with precipitations in the northern sub-basins but it is not correlated at all in the Southern basin. The time structure of ET(t)1, ET(t)3 and ET(t)4 exhibit low-frequency signals while the ENSO-range signals are statistically significant in ET(t)1 and ET(t)4 although it also appears in ET(t)2 and ET(t)3 as a weak signals. Looking at the whole basin, ET(t) would be affected either by changes in the basin physical properties or by the ENSO-range signals present in the precipitation.Fil: Krepper, Carlos Maria. Universidad Nacional del Litoral; ArgentinaFil: Venturini, Virginia. Universidad Nacional del Litoral; Argentin

Desarrollo de nuevos métodos analíticos para la determinación de contaminantes en productos apícolas: Empleo de sistemas electroquímicos

Argentina se ha convertido en el país con mayor producción apícola del hemisferio sur e intenta transformarse en líder del mercado mundial. Una de las problemáticas que puede perjudicar su producción y comercialización, es la exposición de las colmenas a contaminantes generados por actividades antropogénicas, poniendo en riesgo la salud de los consumidores. Por ello, este trabajo de Tesis está orientado al desarrollo de métodos electroanalíticos que permitan evaluar la calidad higiénico-sanitaria de productos apícolas de la provincia de Buenos Aires. Se realizaron los siguientes trabajos: ➢ Se diseñó y fabricó en el laboratorio un electrodo de bismuto sólido para la determinación de cadmio en muestras de polen corbicular y propóleos bruto. Para esto, se empleó Voltamperometría de Redisolución Anódica de Onda Cuadrada como técnica electroanalítica. ➢ Se desarrolló un electrodo de film de antimonio generado “in-situ” para la determinación de tetraciclinas en muestras de miel, empleando Voltamperometría de Redisolución Catódica de Onda Cuadrada. ➢ Se empleó un electrodo de carbono vítreo activado electroquímicamente y Voltamperometría de Redisolución Adsortiva de Onda Cuadrada para la determinación de amitraz, a partir de su metabolito final, 2,4 dimetilanilina, en muestras de miel. Los métodos propuestos son sencillos, rápidos, de bajo costo y generación de residuos, siendo una buena alternativa respecto a las normativas vigentes para la determinación de estos analitos en productos apícolas. Asimismo, los resultados obtenidos fueron satisfactoriamente validados empleando ensayos de recuperación.Argentina is a beekeeping country and one of the drawbacks is the exposure of the hives to pollutants. Therefore, the aim of this Thesis is the development of an electroanalytical methods to evaluate the hygienic-sanitary quality of bee products of Buenos Aires province. The following works were performed: ➢ A “lab-made” solid bismuth electrode was designed for cadmium determination in corbicular pollen and raw propolis samples. For this proposed, Square Wave Anodic Stripping Voltammetry was used as electroanalytical technique. ➢ An "in-situ" antimony film electrode was developed for tetracyclines residues determination in honey samples, using Square Wave Cathodic Stripping Voltammetry. ➢ The use of an electrochemically activated glassy carbon electrode and Square Wave Adsorptive Stripping Voltammetry was implemented for the amitraz determination from its final metabolite, 2,4 dimethylaniline, in honey samples. The proposed methods are simple, fast, low cost and may be a good alternative for the determination of these analytes in bee products. Furthermore, the results obtained were satisfactorily validated using recovery study.Fil: Krepper, Gabriela. Autor; . Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentin

Caracterización fisico-química de propóleos argentinos para su uso como biofungicida agrícola

El propóleos producido por A. mellifera se caracteriza por presentar gran variabilidad en sus características (Peña, 2008). Su composición química es compleja y depende de la flora local, la época de recolección y la raza de las abejas (Meda y Mattos, 1994). Diversos estudios han demostrado que en los propóleos se pueden encontrar más de 300 compuestos químicos diferentes (Castaldo y Capasso, 2002; Pereira et al., 2002). Los constituyentes principales en las muestras son: ceras, resinas, bálsamos, aceites esenciales, polen, además de impurezas orgánicas e inorgánicas denominadas genéricamente impurezas mecánicas (Ribeiro Campos, 1987; Asís, 1989). En muy pocas ocasiones se han hallado contaminantes como plomo o arsénico, los cuales pueden provenir de la atmósfera (contaminación ambiental), o ser incorporados durante la cosecha, extracción o procesamiento (Bedascarrasbure et al., 2006). Este producto de la colmena ha sido muy estudiado desde el punto de vista médico, ya que presenta propiedades antimicrobianas, anestésicas, antiulcerosas, inmunoestimulantes, hipotensivas, citostáticas antioxidantes (González Guerra y Bernal Méndez, 1997; Stangaciu, 1998; Farré et al., 2004). En el ámbito agrícola, las investigaciones sobre los posibles usos del propóleos son escasas. Sánchez y Acevedo (2009), evaluaron in vitro el efecto del propóleos venezolano contra el hongo Sclerotium cepivorum, agente causal de la pudrición blanca del ajo. Sosa López y colaboradores (2014) encontraron acción inhibitoria del propóleos sobre Alternaria alternata y Colletotrichum sp.. Matny (2015) probó el efecto del propóleos iraquí contra Penicillium digitatum causante del moho gris en naranjas almacenadas, obteniendo muy buenos resultados en la inhibición del crecimiento de este hongo. Por lo tanto, la acción antifúngica del propóleos podría ser de utilidad para tratar fitopatógenos, constituyendo así una alternativa de origen natural a los pesticidas sintéticos tradicionales. En este trabajo se realizaron determinaciones sensoriales y fisicoquímicas de dos muestras de propóleos del sudoeste bonaerense, de una muestra de propóleos mendocino y de propóleos proveniente de la región Patagónica argentina, con el objetivo de caracterizarlas para avanzar en su uso como biofungicida agrícol

Estabilidad de la circulación termohalina bajo perturbaciones atmosféricas

El estudio de la estabilidad hidrodinámica de la circulación termohalina del océano revela que la atmósfera sólo puede perturbar las variables del flujo básico mediante un flujo de empuje a través de la interface aire-mar. Sin embargo tal condición es necesaria pero no suficiente, ya que ciertas restricciones adicionales sobre la forma de la dependencia horizontal de la fluctuación, de origen atmosférico, deben ser satisfechas para que las mismas puedan ser consideradas como perturbaciones. Dichas restricciones dependerán del tipo de flujo básico que esta bajo estudio (barotrópico o baroclínico). Aún cuando las variaciones atmosféricas puedan inducir perturbaciones en la circulación termohalina del océano, nunca podrán inestabilizar el sistema ya que siempre el factor temporal de las mismas representa una atenuación de foma exponencial.Fil:Krepper, Carlos M.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Large Eddy Simulations for Dispersed bubbly Flows

In this paper we present detailed Euler-Euler Large Eddy Simulations (LES) of dispersed bubbly flow in a rectangular bubble column. The motivation of this study is to investigate potential of this approach for the prediction of bubbly flows, in terms of mean quantities. The set of physical models describing the momentum exchange between the phases was chosen according to previous experiences of the authors. Experimental data, Euler-Lagrange LES and unsteady Euler-Euler Reynolds-Averaged Navier-Stokes model are used for comparison. It was found that the presented modelling combination provides good agreement with experimental data for the mean flow and liquid velocity fluctuations. The energy spectrum made from the resolved velocity from Euler-Euler LES is presented and discussed

Verifikation des ATHLET-Rechenprogrammes anhand der Nachanalyse zweier Experimente an der CCTF-Versuchsanlage

Im Rahmen der externen Validierung des von der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit entwickelten Störfallcodes ATHLET, der in der Version Mod 1.2 Cycle C vorlag, wurden zwei Experimente nachgerechnet und analysiert, die an der japanischen Versuchsanlage CCTF durchgeführt wurden. Die Versuchsanlage CCTF ist ein 1:25 volumenskaliertes Modell eines 1000 MW Druckwasserreaktors. Bei den Experimenten handelt es sich um die Versuche C2-04/62 und C2-19/79, in denen jeweils ein 2F-Bruch im kalten Strang mit kaltseitiger bzw. kombinierter Notkühleinspeisung simuliert wurde. Die Versuchsanlage wurde so ausgelegt, daß die Wiederfüll- bzw. Wiederflutphase bei Druckwasserreaktor-Störfällen mit großem Leck simuliert werden kann. Die Auswertung der Rechnungen zeigt, daß die wesentlichen Phänomene im Verlauf der Transiente gut wiedergegeben werden. Das betrifft vor allem das zeitliche Verhalten der Wiederbenetzungsfront und die damit verbundene Kühlung der Brennelemente. Wie eine Analyse der experimentellen Daten zeigt, spielen im Reaktorkern radiale Effekte eine wesentliche Rolle. In der CCTF Anlage wird sowohl eine axiale als auch eine radiale Leistungsverteilung im Kern simuliert. Radiale Effekte treten insbesondere bei der kombinierten Notkühleinspeisung auf. Hier wird die Einspeisung über das Obere Plenum durch den in Gegenrichtung strömenden Dampf teilweise behindert. Die Wiederbenetzungsfront schreitet in den Randbereichen schneller voran als im Zentrum. Dieses Verhalten wurde in den ATHLET-Rechnungen durch eine Zweikanal-Modellierung des Reaktorkerns nachgebildet. Die Ergebnisse der ATHLET Rechnungen zeigen sowohl für das Zentrum als auch für die Randbereiche des Kerns eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Daten. Die Schwachstellen der Rechnungen liegen vor allem bei der Notkühleinspeisung in der Anfangsphase der Transiente. Hier wird kaltes Notkühlwasser in Volumina mit reinem Dampf eingespeist. Die Rechnungen liefern dabei zu hohe Kondensationsraten, welche mit einer unrealistischen Druckabsenkung verbunden sind. Desweiteren wird der Druckaufbau durch die Verdampfung beim Wiederbenetzen der Brennelemente offensichtlich unterschätzt. Die Ergebnisse der Rechnungen zeigen darüberhinaus, daß die sicherheitsrelevanten Aussagen der Experimente durch den Code ATHLET reproduziert werden