Tesis doctoral de Mercedes García Vílchez
Las bombas de desplazamiento positive, en su diseño actual, producen pulsaciones de caudal significantes que resultan en pulsaciones de presión. Estas pulsaciones contribuyen al ruido global generado por la instalación. Además, interactúan con el sistema al cual se encuentra conectada la bomba, reduciendo la vida útil tanto de la bomba como de los componentes del circuito. La bomba rotativa de engranajes trocoidales, un tipo de máquina rotativa de desplazamiento volumétrico, tiene características que hacen que sea adecuada en muchos campos de aplicación. Actualmente, en casos como la aditivación o la dosificación, estas aplicaciones no han sido completamente desarrolladas, y prestan un creciente potencial en el mundo industrial, como en nuevas generaciones de motores diesel o en aplicaciones médicas. la tesis presenta un conjunto de herramientas de diseño aplicadas a bombas de engranajes trocoidales, desde el punto de vista del comportamiento fluidodinámico de la bomba. Estas herramientas de diseño están orientadas a ayudar a la mejora de dos de los principales índices de la bomba: la capacidad volumétrica y la irregularidad en el caudal, dirigiendo al diseñador a nuevos diseños de bombas gerotor más eficientes. Por un lado, la capacidad volumétrica está relacionada con la eficiencia de la bomba, e incrementos en este índice resultan en una mayor eficiencia de la bomba. Por otro lado, la irregularidad en el caudal mide el las fluctuaciones en el caudal generado por la bomba, y reduciendo este índice, la vida útil de la bomba y de la instalación puede ser aumentada, ya que fenómenos como la fatiga se ven atenuados. Esto se consigue a través del uso de procedimientos analíticos, de simulación y experimentales. Desde el punto de vista analítico, se han creado dos nuevos módulos para el software gerolab package, denominados minimum clearance module y effective port areas. También se ha llevado a cabo una simulación dinámica de bondgraph, estudiando la influencia de la geometría de las lumbreras. En esta tesis, el modelo se ha mejorado añadiendo la información de las secciones efectivas de las lumbreras, obteniendo así un modelo más realista. En relación con la simulación numérica, se presenta un modelo de dinámica de fluidos computacional (cfd) tridimensional y con malla deformable. El modelo incluye los efectos de las tolerancias de fabricación y las fugas en el interior de la bomba. Además, también se estudia la influencia de simular los puntos de contactos entre dientes. Se crea una nueva condición de contorno para la simulación del contacto sólido en las holguras radiales entre dientes, establecida como una condición fluidodinámica. el estudio experimental de la bomba se lleva a cabo mediante resolución en tiempo de velocimetría de imágenes de partículas (trpiv). Esta técnica se adapta a la bomba gerotor, y las medidas obtenidas son capturas en la tubería de salida y en las cámaras entre perfiles trocoidales. Los resultados se evalúan cualitativamente gracias a las herramientas analíticas y de simulación. El procedimiento experimental presentados responde a la necesidad de una metodología para medir de manera directa el caudal generado por la bomba, con una técnica no intrusiva. Constituye una alternativa al método de la fuente secundaria, y es la primera aproximación de trpiv aplicado a una bomba de engranajes trocoidales, de acuerdo con el conocimiento de la autora.
Datos académicos de la tesis doctoral «Design tools applied to a trochoidal gear pump«
- Título de la tesis: Design tools applied to a trochoidal gear pump
- Autor: Mercedes García Vílchez
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 31/07/2014
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Esteban Codina Macia
- Tribunal
- Presidente del tribunal: anton Vernet peña
- joan Roca enrich (vocal)
- (vocal)
- (vocal)
