Revista de Matemáticas Aplicadas y Computacionales

Investigación numérica del efecto de la curvatura y el número de Reynolds sobre la velocidad radial en una tubería porosa curva

Abstract

Mwangi DM, Karanja S y Kimathi M

En la agricultura se utilizan diferentes métodos de riego. Sin embargo, debido a la escasez de agua, se necesitan métodos de riego que utilicen el agua de manera eficiente. La motivación de este estudio es el uso creciente de tuberías porosas para satisfacer este requisito. El objetivo de este estudio es investigar el efecto de la curvatura y el número de Reynolds en el perfil de velocidad radial del agua a través de una pared porosa de una tubería curva con sección transversal circular, permeabilidad constante, k y porosidad, φ. Las ecuaciones de momento del flujo bidimensional están escritas en coordenadas toroidales. El flujo principal en la tubería solo se caracteriza por δ y Re como los únicos grupos de números adimensionales. También consideramos que el flujo está completamente desarrollado, inestable, laminar e irrotacional. La ley de Darcy se utiliza para analizar el flujo a través de la membrana porosa. El flujo principal se acopló con el flujo a través de la pared porosa de la tubería. Las ecuaciones se resolvieron utilizando el método de diferencias finitas. Se observó que el efecto de la curvatura sobre la velocidad a través de la pared de la tubería es insignificante, mientras que un aumento en el número de Reynolds conduce a un aumento en la velocidad radial. Los hallazgos de este estudio son importantes en el diseño de tuberías porosas y también en su uso durante el riego.