Velocimetría por imagen de partículas (PIV) aplicado a lechos fluidizados

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dc.contributor.advisor Hernández Jiménez, Fernando
dc.contributor.author Sánchez Puga, Pablo
dc.date.accessioned 2017-10-03T16:54:02Z
dc.date.available 2017-10-03T16:54:02Z
dc.date.issued 2015-10
dc.date.submitted 2015-10-29
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10016/25399
dc.description.abstract En el presente proyecto se estudia las diferentes alternativas de software libre para el análisis PIV (Velocimetría por Imagen de Partículas) desarrollado para MATLAB. En concreto, se va a adaptar su uso para lechos fluidizados. Para llevar a cabo esta tarea se ha contado con tres casos que hacen referencia a series de imágenes tomadas de tres instalaciones experimentales que contienen prototipos de lechos fluidizados 2D con diferentes peculiaridades cada una. Tras una labor de búsqueda se seleccionaron los siguientes códigos para llevar a cabo la comparativa: matPIV 1.6, matPIV 1.7, mPIV, openPIV, PIVlab y PIVsuite. Para poder realizar un buen análisis se han tenido que llevar a cabo algunas modificaciones en los códigos. Principalmente se han tenido que adaptar para el uso máscaras, cuyo objetivo es evitar el análisis dentro de las zonas donde aparecen burbujas u otros objetos inmersos en el lecho. De este modo, se evita la presencia de resultados en las soluciones que pueden perturbar el análisis, como por ejemplo la “lluvia de partículas” que aparece en el interior de burbujas que se forman. En concreto, de los códigos comparados, un pre-procesado (perteneciente a PIVlab) y un post-procesado (perteneciente a matPIV1.6) se han ido probando en los demás buscando las mejores combinaciones, con la intención de mejorar los resultados y eliminar vectores espurio (outlier). Los códigos seleccionados se han comparado entre sí llevando a cabo el análisis de varias parejas de imágenes pertenecientes a tres instalaciones diferentes tomadas con distintas cámaras digitales. La intención es analizar lechos con distintas peculiaridades seleccionando parejas de fotografías que representen varios estados de crecimiento de las burbujas o situaciones de alta vorticidad. La comparativa que se ha realizado ha sido principalmente de carácter cualitativo, observando el movimiento real de las parejas y comparándolo con los resultados que los distintos programas han proporcionado. Pero también se han tenido en cuenta algunos valores numéricos como el tiempo de análisis y la velocidad de crecimiento de la cúpula de la burbuja estimada a partir del avance del frente de la burbuja en sucesivos instantes.. Por lo tanto, se ha tenido en cuenta el coste computacional y dichos valores de velocidad que se han podido comparar con los arrojados por los programas. Todo esto ha servido para el estudio del funcionamiento de dichos códigos PIV en su aplicación para el análisis de lechos fluidizados 2D con distintas configuraciones y ha permitido obtener conclusiones sobre cuál o cuáles de ellos y en función de que situaciones o casos resultan más adecuados para dicho uso.
dc.description.abstract In the present project different free software alternatives for PIV (Particles Image Velocimetry) calculation developed for MATLAB are studied. Specifically, their use to fluidized beds is going to be adapted. To accomplish this task it has been taking into account three cases that make reference to image series taken in three experimental facilities that contain 2D fluidized beds prototypes with different peculiarities each one. After a searching work there were selected the different codes to implement the comparative: matPIV 1.6, matPIV 1.7, mPIV, openPIV, PIVlab y PIVsuite. To realize a proper analysis it has been necessary to implement some modifications in the codes. Mainly it has been adapted to the use of masks, whose target is to avoid the analysis inside the zones where bubbles or other objects immersed in the bed appear. In this way, it is saved the presence of results that can perturb the analysis, the “particle raining” that appears inside the bubbles formed. Specifically, from the compared codes, a pre-processed (belonging to PIVlab) and a post-processed (belonging to matPIV1.6) has been testing in the rest looking for the best combinations, with the intention of improving the results and to eliminate the outlier vectors. The selected codes have been compared to each other undertaking the analysis of several pairs of images belonging to three different installations taken with different digital cameras. The aim is to analyse beds with different peculiarities selecting pairs of images that represent several growth stages of the bubbles or high vorticity situations. The comparative that has been made has mainly a qualitative character, observing the real movement of the image pairs and comparing it with the results that the different programs had given. But also there have been taken into account some numeric values like the analysis time and the growth velocity of the dome of the bubble roughly calculated, knowing the temporal separations between images that has been analysed. Therefore, it has been considered the computational cost and the cited velocity values that has been possible to compare with the ones given by the programs. All this has served to study the behaviour of the different PIV codes in their use to the analysis of 2D fluidized beds with different configurations and has allowed obtaining conclusions about which of them and in what situations are more suitable to named use.
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso spa
dc.rights Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
dc.subject.other Velocimetría por Imagen de Partículas (PIV)
dc.subject.other Dinámica de fluidos
dc.subject.other Proceso de imágenes
dc.subject.other Lechos fluidizados
dc.title Velocimetría por imagen de partículas (PIV) aplicado a lechos fluidizados
dc.type masterThesis
dc.subject.eciencia Ingeniería Industrial
dc.rights.accessRights openAccess
dc.description.degree Ingeniería Industrial
dc.contributor.departamento Universidad Carlos III de Madrid. Departamento de Ingeniería Térmica y de Fluidos
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