Una metodología basada en la teoría del constructal para determinar la configuración de canales vacíos utilizados en la impregnación de resina de una placa porosa cuadrada
Autores: Magalhães, Glauciléia Maria Cardoso; Souza, Jeferson Avila; dos Santos, Elizaldo Domingues
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Una metodología basada en la teoría del constructal para determinar la configuración de canales vacíos utilizados en la impregnación de resina de una placa porosa cuadrada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Técnicas de moldeo por compuestos líquidos
Procesos de infusión de resina
Teoría constructal
Canales de inyección
Configuración geométrica
Flujo multifásico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Las técnicas de moldeo por compuestos líquidos se utilizan en gran medida para producir piezas como cabinas de camiones o palas de turbinas eólicas. Los procesos de infusión de resina líquida utilizan una red de canales de inyección para mejorar el flujo de resina a través de un medio reforzado poroso. El presente estudio numérico predice la posición de los canales vacíos aplicando la teoría constructal a un problema idealizado. La posición y el tamaño de los canales no fueron predefinidos, sino que se construyeron (se hicieron crecer) a partir de un canal elemental. Se probaron dos estrategias para el crecimiento de los canales: cada nuevo canal elemental se colocó junto a la región con la menor o mayor resistencia al flujo de resina. La configuración geométrica de los canales se construyó utilizando una función de control en lugar de utilizar formas predefinidas. La conservación de la masa y el momento, así como una ecuación de transporte adicional para la fracción de volumen de resina, se resolvieron utilizando el método de volúmenes finitos. Se utilizó el modelo de volumen de fluido para el tratamiento del flujo multifásico (aire + resina). El crecimiento de un canal vacío con la estrategia de menor resistencia condujo a una disminución en el tiempo de inyección y al desperdicio de resina. El tamaño (resolución) del canal elemental también afectó los indicadores de rendimiento y la configuración geométrica de los canales de inyección.
Descripción
Las técnicas de moldeo por compuestos líquidos se utilizan en gran medida para producir piezas como cabinas de camiones o palas de turbinas eólicas. Los procesos de infusión de resina líquida utilizan una red de canales de inyección para mejorar el flujo de resina a través de un medio reforzado poroso. El presente estudio numérico predice la posición de los canales vacíos aplicando la teoría constructal a un problema idealizado. La posición y el tamaño de los canales no fueron predefinidos, sino que se construyeron (se hicieron crecer) a partir de un canal elemental. Se probaron dos estrategias para el crecimiento de los canales: cada nuevo canal elemental se colocó junto a la región con la menor o mayor resistencia al flujo de resina. La configuración geométrica de los canales se construyó utilizando una función de control en lugar de utilizar formas predefinidas. La conservación de la masa y el momento, así como una ecuación de transporte adicional para la fracción de volumen de resina, se resolvieron utilizando el método de volúmenes finitos. Se utilizó el modelo de volumen de fluido para el tratamiento del flujo multifásico (aire + resina). El crecimiento de un canal vacío con la estrategia de menor resistencia condujo a una disminución en el tiempo de inyección y al desperdicio de resina. El tamaño (resolución) del canal elemental también afectó los indicadores de rendimiento y la configuración geométrica de los canales de inyección.