Obtención de perdidas mínimas en accesorios utilizando SolidWorks

Summary

En este proyecto, se utiliza SolidWorks para diseñar un accesorio con expansión gradual, simulando el flujo de un fluido dentro de un tubo. A través de la creación de un modelo 3D, se calculan las dimensiones y parámetros de entrada y salida, aplicando ángulos y longitudes específicas para evitar turbulencias. Posteriormente, se realiza una simulación de flujo, ajustando variables como la presión y la velocidad. Los resultados son analizados mediante gráficos y tablas, mostrando la eficiencia del diseño y minimizando las pérdidas de presión. El proyecto finaliza con una evaluación detallada de las configuraciones óptimas para cada accesorio.

Takeaways

• 😀 El proceso de modelado de la pieza en SolidWorks comenzó con la creación de un accesorio basado en un boceto y la aplicación de parámetros como diámetros y ángulos de expansión.
• 😀 Se utilizó una expansión gradual de 0.8 con un ángulo de 10 grados para evitar turbulencias durante el flujo del fluido.
• 😀 La técnica de usar un diámetro de 1.5 veces el diámetro base (80 mm) ayudó a minimizar las turbulencias que se formaban en el flujo.
• 😀 Se diseñó un tubo con expansión gradual, cerrando el boceto mediante líneas verticales y horizontales para completar el contorno antes de hacer la revolución.
• 😀 Se configuraron las revoluciones para crear un tubo con la expansión deseada utilizando SolidWorks, ajustando los parámetros de ángulo y diámetro.
• 😀 Para la simulación del flujo, se seleccionaron condiciones de entrada y salida, como la presión atmosférica y velocidades definidas para estudiar el comportamiento del fluido.
• 😀 Se utilizó el agua como fluido para la simulación, con parámetros de densidad conocidos para diferentes presiones y temperaturas.
• 😀 Durante la simulación, se midieron variables como la velocidad y la presión en puntos específicos de entrada y salida, lo que permitió analizar el flujo en detalle.
• 😀 Los resultados de la simulación mostraron cómo la velocidad disminuía en las paredes del tubo, pero aumentaba hacia el centro, indicando una distribución no uniforme del flujo.
• 😀 Se realizó un análisis de pérdidas de presión, utilizando fórmulas que correlacionan las velocidades y las diferencias de presión en función de los diámetros de entrada y salida.
• 😀 La simulación también permitió observar el comportamiento del flujo en situaciones de contracción y expansión repentinas, verificando que los resultados fueran dentro de los márgenes aceptables.

Q & A

¿Qué herramienta utilizaron para diseñar el tubo con expansión gradual?

Usaron SolidWorks para crear el diseño del tubo con expansión gradual, realizando un boceto inicial y luego generando la forma mediante una revolución.

¿Qué parámetros iniciales definieron para el tubo en SolidWorks?

El diámetro de entrada se estableció en 80 mm, el de salida en 100 mm, y se utilizó un ángulo de expansión de 10 grados con una tasa de expansión gradual de 0.8.

¿Cuál fue la razón para usar un ángulo de 10 grados y un diámetro de expansión de 1.5?

El ángulo de 10 grados y el diámetro de expansión de 1.5 se usaron para evitar la formación de remolinos o turbulencias dentro del tubo durante el flujo del fluido.

¿Qué fluido seleccionaron para la simulación de flujo en SolidWorks?

Seleccionaron agua como fluido debido a que es comúnmente utilizada en simulaciones y tiene propiedades conocidas a diferentes presiones y temperaturas.

¿Qué tipo de mediciones realizaron en la simulación?

Realizaron mediciones de presión y velocidad en las caras de entrada y salida del tubo para analizar el comportamiento del flujo a través del sistema.

¿Por qué decidieron usar presión atmosférica en la salida del flujo?

Decidieron usar presión atmosférica en la salida del flujo porque es una suposición estándar en simulaciones de este tipo, representando condiciones típicas de salida en sistemas abiertos.

¿Qué se observó en la simulación de la velocidad del flujo dentro del tubo?

En la simulación, se observó que la velocidad del flujo disminuía hacia las paredes del tubo, mientras que aumentaba hacia el centro, lo que es común en sistemas de expansión.

¿Cómo se calcularon las pérdidas de presión en el sistema?

Las pérdidas de presión se calcularon utilizando la fórmula de la diferencia de presiones, considerando la densidad del fluido, la gravedad y la velocidad del flujo.

¿Qué conclusiones se obtuvieron respecto a las pérdidas de presión en el sistema?

Las pérdidas de presión fueron mínimas, con una diferencia aceptable entre las presiones de entrada y salida. Los resultados teóricos y prácticos fueron consistentes con pequeñas pérdidas.

¿Qué tipo de análisis realizaron con respecto a la expansión y contracción del flujo?

Realizaron análisis de expansión gradual y contracción repentina, donde se graficaron las relaciones de diámetros y se analizaron los efectos de los cambios en el flujo en cada etapa.