On the Adaptive Numerical Solution to the Darcy–Forchheimer Model †

Presented at the 4th XoveTIC Conference, A Coruña, Spain, 7–8 October 2021.[Abstract] We considered a primal-mixed method for the Darcy–Forchheimer boundary value problem. This model arises in fluid mechanics through porous media at high velocities. We developed an a posteriori error analysis of residual type and derived a simple a posteriori error indicator. We proved that this indicator is reliable and locally efficient. We show a numerical experiment that confirms the theoretical results.The authors acknowledge the support of CITIC (FEDER Program and grant ED431G 2019/01). The research of M.G. is partially supported by Xunta de Galicia Grant GRC ED431C 2018-033. The research of H.V. is partially supported by Ministerio de Educación grant FPU18/06125.Xunta de Galicia; ED431G 2019/01Xunta de Galicia; ED431C 2018-03

Numerical Simulation of a Nonlinear Problem Arising in Heat Transfer and Magnetostatics

[Abstract] We present a numerical model that comprises a nonlinear partial differential equation. We apply an adaptive stabilised mixed finite element method based on an a posteriori error indicator derived for this particular problem. We describe the numerical algorithm and some numerical results.The authors acknowledge the support of CITIC (FEDER Program and grant ED431G 2019/01). The research of M.G. is partially supported by the Spanish Ministerio de Economía y Competitividad Grant MTM2016-76497-R, and by Xunta de Galicia Grant GRC ED431C 2018-033. The research of H.V. is partially supported by Xunta de Galicia grant ED481A-2019/413170 and Ministerio de Educación grant FPU18/06125Xunta de Galicia; ED431G 2019/01Xunta de Galicia; GRC ED431C 2018-033Xunta de Galicia; ED481A-2019/41317

A New Technique for Improved Use of Thermal Energy from Waste Effluents

Energy sustainability and environmental protection in general are at the heart of engineering and industry discussions. Countless efforts have been devoted to improving the energy efficiency of industrial processes and specifically to harnessing their waste energy sources. One such source is waste from agro-industrial processes, which is frequently characterized by increased temperatures and high polluting potential. There are multiple available choices for exploiting energy from such waste, but this paper proposes a new alternative technique that substantially improves the efficiency. Based on the technology of leveraging a hot liquid effluent for heating a process fluid, this system introduces a third liquid to be revalorized by drying that is placed in between the hot and cold liquids. By adding stirrers inside the heat exchanger, the thermal resistance of the third fluid is reduced to a negligible level. Thus, this system has almost the same advantages as the previous one, but with the added benefit that it allows drying of a third fluid. One of the specific applications of this proposed technology is using heat from waste effluents to obtain dried food products. In the present work, it was used to dry slaughterhouse blood to obtain so-called “blood meal”, a product with a high added value that is used as pet food or organic fertilizer, and also has many other industrial applications. As shown here, the new technique outperforms existing alternatives in terms of energy efficiency and economic profitabilityThis research was partiality supported by the Strategic Researcher Cluster BioReDeS, funded by the Regional Government Xunta de Galicia, under the project ED431E 2018/09S

INSTALACIÓN DE SECADO DE RESIDUOS POR MEDIO DE INTERCAMBIADOR DE CALOR DE SUPERFICIE RASCADA

INSTALACIÓN DE SECADO DE RESIDUOS POR MEDIO DE INTERCAMBIADOR DE CALOR DE SUPERFICIE RASCADAJosé Manuel Magide Ameijide1, Hiram Varela Rodríguez21 Área de Máquinas y Motores Térmicos, Departamento de Ingeniería Agroforestal. Universidad de Santiago de Compostela. Calle Benigno Ledo, s/n. 27002 Lugo (España). [email protected] Investigador e Ingeniero de Industrias Agrarias y Alimentarias. Egresado de la Universidad de Santiago de Compostela. Calle Beiramar, 9. 15172 Oleiros (España). [email protected] La Universidad de Santiago de Compostela ha desarrollado un equipo para el secado de subproductos de mataderos, recogido en las patentes europeas 201630675: “Sistema de desecado de sangre líquida” y 201730019: “Dispositivo y procedimiento para la obtención de un porducto desecado a partir de sangre o derivados”. De acuerdo a esta tecnología, se absorbe energía de las aguas residuales, y posteriormente se inyecta en un intercambiador de calor en el cual se hace hervir un subproducto a valorizar, por ejemplo sangre. Pasado un tiempo la sangre se convierte en la llamada “harina de sangre”, un producto de elevado valor en el mercado, para aplicaciones como formulación de piensos o fertilización.En la actualidad, el equipo promotor tiene construida la planta piloto de la instalación de secado, en un matadero de la provincia de Lugo. Se trata de un equipo que comprende un intercambiador de calor superficie rascada, decantador gravimétrico, condensador, bomba de vacío y conducciones de agua fría y caliente. El equipo es novedoso, especialmente en cuanto al intercambiador de calor; éste permite un rascado que por una parte elimina incrustaciones y por otra incrementa notablemente el coeficiente de transmisión de calor. Además, parte de la novedad consiste en que es un intercambiador modular, que posee la gran ventaja de poderse reducir o aumentar de tamaño en función del volumen de producción.En el presente artículo, se exponen los detalles constructivos de la instalación, haciendo especial hincapié en los problemas técnicos que han ido apareciendo a la hora de construir un equipo novedoso de esta magnitud, y su correspondiente solución. El intercambiador de calor pertenece a la tipología de placas, si bien se trata de placas rígidas com una morfología muy distinta a la habitual en las industrias. Un diseño adecuado permitió que las placas mantengan la estanqueidad y al mismo tiempo puedan ser atravesadas por un eje rotatorio accionado desde el exterior, sobre el cual se fijan cuchillas rascadoras.Palabras clave: Intercambiadores de calor de placas, energía residual, intercambiador rascado, evaporación a vacío

MEJORAS EN LOS SISTEMAS DE APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA TÉRMICA DE LOS EFLUENTES RESIDUALES

MEJORAS EN LOS SISTEMAS DE APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA TÉRMICA DE LOS EFLUENTES RESIDUALESJosé Manuel Magide Ameijide1, Hiram Varela Rodríguez21 Área de Máquinas y Motores Térmicos, Departamento de Ingeniería Agroforestal. Universidad de Santiago de Compostela. Calle Benigno Ledo, s/n. 27002 Lugo (España). [email protected] Investigador e Ingeniero de Industrias Agrarias y Alimentarias. Egresado de la Universidad de Santiago de Compostela. Calle Beiramar, 9. 15172 Oleiros (España). [email protected] Vivimos una época en la que la sostenibilidad energética, la protección del medio ambiente y las energías limpias son el centro de atención de todo debate sobre ingeniería e industria. Una consecuencia son los innumerables esfuerzos que se destinan al aprovechamiento de las fuentes de energía residual generadas en los procesos industriales. Un ejemplo de los mismos son los efluentes residuales, un producto con frecuencia contaminante y cuya temperatura a veces es elevada. El objetivo principal de la presente investigación ha sido el aprovechamiento de la energía contenida en estos efluentes. Se hace hincapié en los casos más difíciles y que apenas cuentan con sistemas de aprovechamiento, como lo son aquellos efluentes con temperaturas demasiado bajas. Las principales soluciones técnicas para aprovechar la energía residual pasan por la producción de energía eléctrica, acondicionamiento térmico de habitáculos y precalentamiento de fluidos fríos de alimentación a una industria. En este artículo se describe una tecnología patentada por la Universidad de Santiago de Compostela que mejora sustancialmente las soluciones encaminadas al precalentamiento de fluidos.La idea clave es que entre el efluente residual (temperatura alta) y el fluido a precalentar (temperatura baja), se puede efectuar el intercambio de calor clásico pero interponiendo entre ambos una cámara estanca en la cual se introduce un producto con elevado contenido de humedad. El agua de este producto se evapora y se vuelve a condensar, pero ya separada de los componentes sólidos. En definitiva, la citada interposición permite, en añadidura a los beneficios de precalentar un fluido industrial, efectuar la deshidratación del producto de interposición. En un caso particularmente interesante, este producto es sangre procedente de mataderos. La sangre deshidratada se puede comercializar como harina de sangre y adquiere un alto valor en el mercado.Palabras clave: Energía residual, valorización de residuos, industria agroalimentaria, secado a vacío, evaporación de múltiple efecto, bomba de calor, harina de sangre

Dispositivo de tratamiento de alimentos por altas presiones hidrostáticas en régimen continuo y procedimiento asociado

Dispositivo de tratamiento de alimentos por altas presiones hidrostáticas en régimen continuo, y procedimiento asociado. La presente invención divulga una máquina de esterilización de alimentos en frío, mediante la aplicación de presiones lo bastante elevadas como para destruir microorganismos indeseados. La máquina es capaz de tratar alimentos sólidos en un régimen continuo. Para ello comprende una cámara (2) de tratamiento atravesada por al menos un husillo (4) alojamientos (12) en las cuales se ubican los alimentos a tratar. Un fluido de trabajo a alta presión abandona la cámara (2) por el espacio intersticial (21) definido entre el husillo (4) y el cilindro (3) en el que se desplaza. La presencia de orificios (20) en los fondos (18) y/o crestas(19) del husillo (4) incrementa notablemente la caída de presión. [ES]The present invention relates to a machine for sterilising foods cold, by applying sufficiently high pressures to destroy unwanted microorganisms. The machine can treat solid foods continuously. For this purpose it comprises a treatment chamber (2) penetrated by at least one lead screw (4) having containers (12) in which the foods to be treated are placed. A high-pressure working fluid leaves the chamber (2) through an interstitial space (21) defined between the lead screw (4) and a cylinder (3) in which same moves. The presence of holes (20) in the roots (18) and/or crests (19) of the lead screw (4) considerably increases the fall in pressure. [EN]Peer reviewedConsejo Superior de Investigaciones Científicas (España)A1 Solicitud de patente con informe sobre el estado de la técnic

Dispositivo de tratamiento de alimentos por altas presiones hidrostáticas en régimen continuo y procedimiento asociado

Dispositivo de tratamiento de alimentos por altas presiones hidrostáticas en régimen continuo, y procedimiento asociado. La presente invención divulga una máquina de esterilización de alimentos en frío, mediante la aplicación de presiones lo bastante elevadas como para destruir microorganismos indeseados. La máquina es capaz de tratar alimentos sólidos en un régimen continuo. Para ello comprende una cámara (2) de tratamiento atravesada por al menos un husillo (4) alojamientos (12) en las cuales se ubican los alimentos a tratar. Un fluido de trabajo a alta presión abandona la cámara (2) por el espacio intersticial (21) definido entre el husillo (4) y el cilindro (3) en el que se desplaza. La presencia de orificios (20) en los fondos (18) y/o crestas (19) del husillo (4) incrementa notablemente la caída de presión.Peer reviewedConsejo Superior de Investigaciones Científicas (España)A1 Solicitud de patente con informe sobre el estado de la técnic