Publicación: Simulación CFD del fenómeno de cavitación en turbinas hidráulicas tipo Kaplan
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2019-05-12
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Resumen
La investigación se basó en la simulación y estudio del fenómeno de cavitación en turbinas hidráulicas tipo Kaplan, se usó la técnica de aproximación numérica CFD (computational fluid dynamics por sus siglas en inglés). Con ello se analizó el comportamiento del campo de flujo, su interacción y la influencia que tuvo en los cambios del momento cinético en el campo escalar de presión y el campo vectorial del momento, de modo que se obtuvo patrones de flujo en forma de data, curvas y gráficos que permitió comprender las interacciones entre el fluido y el rotor de la máquina. El principal objetivo fue lograr las diferentes condiciones que permitieron la aparición del fenómeno de cavitación, por lo que se esperó que, por medio de la dinámica de fluidos computacional, CFD, se pudo usar isosuperficies y campos de flujo bifásicos que mostraron los tipos de cavitación en la turbina. La técnica CDF permitió evaluar las ecuaciones de dinámica de fluidos que no se pueden trabajar analíticamente debido a sus complejidades matemáticas, es decir, se usó para resolver numéricamente las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS), el cual evito los costos en equipos e instalaciones de pruebas. Además, se observó que la orientación más favorable para los álabes del rotor, es estar orientados entre 30º y 37.5º, debido a que se encontró muy poca presencia de cavitación, mientras que la orientación más crítica y de mayor formación de vapor es de 15º.
Palabras clave
TECNOLOGÍA::Ingeniería mecánica, TECNOLOGÍA::Ingeniería mecánica::Mecánica de fluidos