Resumen

A partir de la idea de combinar las ventajas de la teoría de diseño hidráulico bidimensional, el algoritmo genético y el diagnóstico del flujo de vorticidad límite, se ha desarrollado un método de diseño hidráulico óptimo del impulsor de una bomba centrífuga. Dados los parámetros de diseño, el impulsor centrífugo óptimo deseado puede obtenerse tras varias iteraciones mediante este método. También se diseñaron otros 5 impulsores con los mismos parámetros utilizando arco simple, arcos dobles, arcos triples, espiral logarítmica y espiral de ángulo lineal-variable como perfiles de álabe para realizar comparaciones. Utilizando ecuaciones N-S promediadas de Reynolds con un modelo de turbulencia de dos ecuaciones RNG k-ε y una función de pared log-law para resolver el campo de flujo turbulento 3D en el canal de flujo entre álabes de 6 impulsores diseñados mediante el código CFD FLUENT, se presentó la investigación sobre las distribuciones de velocidad, las distribuciones de presión, las distribuciones de flujo de vorticidad límite en las superficies de los álabes y el rendimiento hidráulico de los impulsores, y se demostraron las comparaciones de los impulsores mediante diferentes métodos de diseño. Los resultados mostraron que el rendimiento hidráulico del impulsor diseñado por este método es mucho mejor que el de los otros 5 impulsores en condiciones de funcionamiento de diseño, con casi la misma altura de elevación, mayor eficiencia y menor par de rotación, lo que implica menos pérdidas hidráulicas y consumo de energía.

• Materias:Máquinas eléctricas Mecánica de fluidos Motores de combustión interna Turbomáquina
• Subjects:Electric machines Fluid mechanics Internal combustion engines Turbomachine
• Palabras claves:impulsores, rendimiento hidráulico, campo de flujo turbulento 3d, diagnóstico de flujo de vorticidad límite, distribuciones de flujo de vorticidad límite, teoría de diseño hidráulico dimensional, método de diseño hidráulico óptimo, código cfd fluent, impulsor de bomba centrífuga, condición de operación de diseño
• Keywords:impellers, hydraulic performance, 3d turbulent flow field, boundary vorticity flux diagnosis, boundary vorticity flux distributions, dimensional hydraulic design theory, optimal hydraulic design method, cfd code fluent, centrifugal pump impeller, design operation condition