Estimación de la Carga no Estacionaria en una Bomba Centrífuga con Rodetes Recortados mediante CFD

Abstract

En este artículo se realiza un estudio numérico bidimensional del funcionamiento de una bomba centrífuga comercial variando tanto el diámetro del rodete como el punto de funcionamiento de la máquina. Se han simulado tres rodetes con diámetros diferentes para una misma voluta. A partir del diámetro mayor se han llevado a cabo sucesivos recortes para obtener los rodetes de menor diámetro. Las simulaciones se han realizado por medio del código Fluent, el cual utiliza el método de los volúmenes finitos para resolver las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas en el tiempo para flujo bidimensional y no estacionario. Estas ecuaciones han sido complementadas con el modelo de turbulencia K-Épsilon estándar y funciones logarítmicas de pared para tener en cuenta el efecto de la capa límite. Los resultados de las simulaciones se han validado con datos de laboratorio de la bomba equipada con uno de los rodetes simulados. Además, se han analizado las distribuciones de presión y de velocidad, y se ha comprobado que se ajustaban a lo esperado en el funcionamiento de una turbomáquina centrífuga. Finalmente, los datos recogidos de las simulaciones numéricas se utilizaron para calcular las fuerzas y pares que actúan sobre el rodete.