Comportamiento aeroacustico de ventiladores inestables

Abstract

En este trabajo se ha realizado un estudio aeroacústico tanto experimental como numérico-sobre un ventilador centrífugo de álabes curvados hacia delante, de característica claramente inestable en un amplio rango de funcionamiento. En primer lugar, se ha caracterizado funcionalmente el ventilador, con la obtención de las curvas características de presión, potencia, rendimiento y nivel de potencia sonora global frente al caudal. Para ello, se ha diseñado y construido un banco normalizado para ensayos en laboratorio. También se ha obtenido los espectros del nivel de potencia sonora para diferentes puntos de funcionamiento. A continuación se ha abordado la caracterización experimental del flujo, tanto en la aspiración del ventilador como en la voluta, con la obtención de los campos de presión y velocidad en función del tiempo. En esta fase se han utilizado transductores para la medida de la presión y sondas de hilo caliente para la medida de la velocidad. También se ha realizado una caracterización numérica del flujo mediante un programa de simulación, que permite la obtención de los campos de presión y velocidad tanto en el interior del rodete como en las zonas de entrada y salida. Por último se ha estudiado el comportamiento aeroacústico del ventilador a partir de los campos de velocidad y vorticidad obtenidos anteriormente, que pueden relacionarse con la generación aerodinámica de ruido tonal mediante la teoría del ruido de vórtice, desarrollada por eminentes investigadores en Aeroacústica a largo de la segunda mitad de este siglo. Se ha determinado que la generación aerodinámica la frecuencia de paso de álabes aumentando al hacerlo el caudal, si bien su contribución al ruido tonal no es muy relevante, predominando el ruido de origen mecánico por vibración de la carcasa y otros elementos.