SIMULACIÓN DE FLUIDOS SOLIDWORKS

URBANLABEL SOTO DE LA MORALEJA

¿Por qué una simulación?

Mediante una simulación podemos obtenermultitud de resultados teóricos a partir deunas relaciones físicas conocidas.

Además nos permite aplicar mejoras yconocer su resultado sin la necesidad demodificar nuestro modelo físico real.

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¿Qué dispositivo analizamos?

Estudiaremos el sistema de aspiración de la“minibarredora” que están fabricando partedel grupo de becarios.

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El problema Durante el proceso de fabricación de la

“minibarredora” nuestro objetivo se centraba enmaximizar la capacidad de aspiración paraaumentar sus prestaciones y aprovechar lomáximo posible la potencia de la turbina.

En la etapa de diseño, surgen varias posiblesmejoras que se estudian en el simulador paradecidir si es necesario aplicar dichos cambios.

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Mejoras

Longitud del tubo deaspiración

Pared inclinada en latobera

Pared vertical en elinterior del cubo

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Longitud y forma del tubo de aspiración La influencia de la longitud del tubo aspirador

se estudió para observar si era determinantepara modificar el diseño del remolque y lacolocación del cubo.

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También se estudió si era un factor a teneren cuenta la forma del tubo entre uno lisoo uno corrugado. Finalmente se optó porel corrugado debido a la flexibilidad queeste ofrecía frente a la rigidez del liso.

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La siguiente gráfica muestra la variación de velocidad media deentrada y salida del tubo corrugado en función de la longitud.

En ella se puede observar como la velocidad media de salida casino difiere ya que el flujo es constante y el área es similardependiendo de la longitud del LID. (Q=vA)

La velocidad media de salida es mayor que la de entrada porquese encuentra más próxima a la turbina la cual proporciona lapotencia de succión.

La diferencia entre la velocidad media de entrada respecto de lasalida se debe a la geometría corrugada, es decir, a mayorlongitud de tubo mayor diferencia de velocidad media.

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Pared inclinada en la tobera Esta mejora se estudió para ver si mejoraba la

potencia de absorción de la tobera colocandouna pared inclinada que favorecería lacirculación del aire.

Finalmente el estudio reveló que el aumentode potencia era insignificante debido a que latobera es una pieza demasiado pequeña paraque se aprecia un cambio brusco en lapotencia de succión.

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A su vez se estudió como afectaba las distintasgeometrías de la tobera y la forma del orificio desalida del aire.

Tobera y salida rectangular Tobera circular con salida rectangular

Tobera y salida circulares Tobera y salida circular con pared inclinada

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Pared vertical en el interior del cubo La idea surge como una opción para reconducir el

flujo del aire que entra en el cubo haciendo que sepierda menos potencia de aspiración.

Así el aire entrante se dirigiría directamente a lasalida sin que se formasen corrientes derecirculación dentro de él.

Sin embargo, la idea fue desestimada ya que elaumento de potencia no era muy alto y otrosaspectos, como el aumento de peso al colocar lapared y la movilidad de la tapa del cubo, nofavorecían su colocación.

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También se planteó las posiblesorientaciones y la longitud de dichapared para estudiar como variaban losdistinto parámetros en cada caso.

Cubo sin pared vertical Cubo con pared vertical

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Ensamblado final

Para terminar el proceso de simulación serealizó el ensamblaje de todos loscomponentes para determinar los parámetrosde interés del sistema de absorción de la“minibarredora” y las líneas del flujo de aireque se producían dentro de él.

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Comparativa simulación SolidWorks con el modelo real

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