Investigaciones numéricas y predicción de rendimiento basada en redes neuronales artificiales de un ventilador centrífugo con diseños innovadores de geometría en el cubo
Autores: Nagaraj, Madhwesh; Karanth, Kota Vasudeva
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigaciones numéricas y predicción de rendimiento basada en redes neuronales artificiales de un ventilador centrífugo con diseños innovadores de geometría en el cubo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Aire
Impulsor
Pérdidas
Guía de flujo
Cubo
Eficiencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Es un hecho bien conocido que el aire se acerca a la región del ojo del rodete giratorio de un ventilador centrífugo con condiciones de entrada sin choque en un escenario ideal. El flujo en esta región está asociado con pérdidas de remolino inducido, lo que conlleva a pérdidas de rendimiento acumulativas. Una adecuada guía del flujo en las proximidades de la región del ojo es esencial para minimizar posibles pérdidas de flujo. La estructura de guía del flujo puede ser en forma de proyección o extrusión conectada al rodete giratorio de las máquinas turbo y generalmente se denomina cubo. Estos accesorios mejoran la mejora general del flujo de las máquinas turbo en términos de mejora de la presión estática al reducir una cantidad significativa de pérdidas de giro de entrada. Este artículo intenta resaltar la eficacia de los cubos de diversas formas y tamaños en el aumento de la presión del ventilador centrífugo utilizando Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). Los resultados de la simulación revelaron que la configuración óptima del cubo produce aproximadamente un 8,4% más de coeficiente de cabeza y un 8,6% más de eficiencia teórica relativa que la obtenida para la configuración base sin cubo. Esta mejora en estos parámetros conmemora también el progreso global en eficiencia energética según los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU, en particular el ODS 7. Simultáneamente, en la Red Neuronal Artificial (ANN), se utiliza un modelo de Perceptrón Multicapa (MLP) para predecir el rendimiento de un ventilador centrífugo con un diseño de cubo optimizado. Los resultados predichos por el modelo de ANN se encuentran en estrecha concordancia con los resultados numéricos de la forma de cubo optimizada.
Descripción
Es un hecho bien conocido que el aire se acerca a la región del ojo del rodete giratorio de un ventilador centrífugo con condiciones de entrada sin choque en un escenario ideal. El flujo en esta región está asociado con pérdidas de remolino inducido, lo que conlleva a pérdidas de rendimiento acumulativas. Una adecuada guía del flujo en las proximidades de la región del ojo es esencial para minimizar posibles pérdidas de flujo. La estructura de guía del flujo puede ser en forma de proyección o extrusión conectada al rodete giratorio de las máquinas turbo y generalmente se denomina cubo. Estos accesorios mejoran la mejora general del flujo de las máquinas turbo en términos de mejora de la presión estática al reducir una cantidad significativa de pérdidas de giro de entrada. Este artículo intenta resaltar la eficacia de los cubos de diversas formas y tamaños en el aumento de la presión del ventilador centrífugo utilizando Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). Los resultados de la simulación revelaron que la configuración óptima del cubo produce aproximadamente un 8,4% más de coeficiente de cabeza y un 8,6% más de eficiencia teórica relativa que la obtenida para la configuración base sin cubo. Esta mejora en estos parámetros conmemora también el progreso global en eficiencia energética según los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU, en particular el ODS 7. Simultáneamente, en la Red Neuronal Artificial (ANN), se utiliza un modelo de Perceptrón Multicapa (MLP) para predecir el rendimiento de un ventilador centrífugo con un diseño de cubo optimizado. Los resultados predichos por el modelo de ANN se encuentran en estrecha concordancia con los resultados numéricos de la forma de cubo optimizada.