Análisis matemático, dinámico de fluidos y experimental de un caso espiral sin álabes de guía
Autores: Vélez-García, Sebastián; Monsalve-Cifuentes, Oscar D.; Hincapié Zuluaga, Diego; Sanin-Villa, Daniel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis matemático, dinámico de fluidos y experimental de un caso espiral sin álabes de guía
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelado matemático
Análisis de dinámica de fluidos
Análisis experimental
Carcasa espiral
Turbomáquina
Teoría del flujo potencial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta el modelado matemático, el análisis de la dinámica de fluidos y el análisis experimental de un caracol sin álabes de guía. Utilizando un caso específico del caracol de Arquímedes, el modelo elimina la necesidad de álabes fijos o móviles para simplificar el diseño, la fabricación y el mantenimiento del turbomáquina al reducir el número de componentes del sistema, al tiempo que se preserva el rendimiento dinámico de fluidos de una turbomáquina operando en modo de turbina. La teoría del flujo potencial se utiliza como base matemática para desarrollar un código computacional que permite la generación automática de las curvas que definen la geometría de la cámara espiral, simplificando el proceso de modelado CAD. Finalmente, el proceso se valida numérica y experimentalmente bajo diferentes condiciones de funcionamiento, alcanzando un porcentaje de error promedio entre el análisis numérico y experimental del 5,893% de velocidad y del 11,089% de presión, garantizando la precisión del modelo.
Descripción
Este documento presenta el modelado matemático, el análisis de la dinámica de fluidos y el análisis experimental de un caracol sin álabes de guía. Utilizando un caso específico del caracol de Arquímedes, el modelo elimina la necesidad de álabes fijos o móviles para simplificar el diseño, la fabricación y el mantenimiento del turbomáquina al reducir el número de componentes del sistema, al tiempo que se preserva el rendimiento dinámico de fluidos de una turbomáquina operando en modo de turbina. La teoría del flujo potencial se utiliza como base matemática para desarrollar un código computacional que permite la generación automática de las curvas que definen la geometría de la cámara espiral, simplificando el proceso de modelado CAD. Finalmente, el proceso se valida numérica y experimentalmente bajo diferentes condiciones de funcionamiento, alcanzando un porcentaje de error promedio entre el análisis numérico y experimental del 5,893% de velocidad y del 11,089% de presión, garantizando la precisión del modelo.