Se presenta un modelo matemático simple de flujo de fluido en un tipo común de intercambiador de calor de superficie raspada en el que los espacios entre las palas y las paredes del dispositivo son estrechos, de modo que una descripción del flujo desde la teoría de la lubricación es válida. Específicamente, se analiza el flujo isotérmico estable de un fluido newtoniano alrededor de una serie periódica de palas raspadoras pivotantes en un canal con una pared estacionaria y otra móvil, cuando se aplica un gradiente de presión en una dirección perpendicular al movimiento de la pared. El flujo es tridimensional, pero se descompone naturalmente en un flujo "transversal" bidimensional impulsado por el movimiento de la frontera y un flujo "longitudinal" impulsado por la presión. Se obtienen los primeros detalles de la estructura del flujo transversal y, en particular, se calculan las posiciones de equilibrio de las palas. Se muestra que se logrará el contacto deseado entre las palas y la pared móvil, siempre que las palas giren lo suficientemente cerca de sus extremos. Cuando se logra el contacto deseado, el modelo predice que las fuerzas y los pares sobre las palas son singulares, por lo que el modelo se generaliza para incluir tres efectos físicos adicionales, a saber, el comportamiento de la ley de potencia no newtoniana, el deslizamiento en límites rígidos y la cavitación. en regiones de muy baja presión, cada una de las cuales ha demostrado resolver estas singularidades. Por último, se analiza la naturaleza del flujo longitudinal.
Hora de publicación: 22 de junio de 2021