Estudio Hidrodinámico de la Cámara de Mezclado de una Jet Pump

Abstract

El presente trabajo tiene como objetivo estudiar un sistema de refrigeración asistida para
reactores de tipo integrados. La motivación es obtener una mayor potencia térmica para el reactor integrado CAREM actualmente diseñado con un sistema de refrigeración por convección natural. Para ello se evalúa la inserción de bombas del tipo jet (jet pump) para generar una convección asistida pero sin alterar características del CAREM.
Con un código CFD se modeló una posible cámara de mezclado para el CAREM y se obtuvo la simulación del campo de presiones (hidrostática, hidrodinámica y total) y el campo de velocidades tanto en la dirección radial como axial. Se obtuvo que la presión estática es esencialmente uniforme en la dirección radial (a pesar de la diferencia de velocidades entre el fluido inyectado y el fluido arrastrado) y que la escasa diferencia se uniformiza a los 10 cm. El campo de velocidades por su parte varía más lentamente, obteniendo perfiles radiales con formas parabólicas. Con este programa también se estimó la longitud de mezclado en la cámara, resultando estar en los 2 m. Para validar experimentalmente los resultados obtenidos con el programa numérico, y utilizando los recursos ya disponibles en nuestro laboratorio, se diseñó un circuito hidráulico experimental de la cámara. Con este circuito se realizaron mediciones de presión estática a lo largo de la cámara midiendo con un método de niveles de agua. También se obtuvieron valores de velocidad en la dirección axial utilizando un tubo Pitot. Se compararon los resultados numéricos con los experimentales, observándose
concordancia cualitativa entre la simulación numérica y las mediciones, pero gran diferencia en las longitudes de mezclado.