Modelado de la interacción fluído estructura (FSI) para el análisis de un rodete de bomba centrífuga

Abstract

En este trabajo se realiza el modelado de la interacción fluido estructura (FSI) para analizar los esfuerzos y deflexiones en el rodete de una bomba centrífuga con el propósito de focalizar los puntos de interés a la hora de diseñar este tipo de elementos. La bomba estudiada tiene una cabeza de 155 pies, cuenta con una capacidad volumétrica de 300 gpm y gira a una velocidad de 2900 RPM, el material del rodete es bronce. El modelado computacional fue realizado en el software multifísco ANSYS®, para ello se trabajó con los módulos de CFX y Static Structural y en estos se realizaron la simulación del dominio fluido y del dominio sólido respectivamente. El modelo de turbulencia usado en CFX fue el SST con el fin de obtener mejores resultados. Se realizaron pruebas de independencia de malla para encontrar un número adecuado de nodos donde la respuesta de la cabeza de la bomba ya no variara, logrando con esto optimizar el proceso de cómputo. Se probaron diferentes valores de caudal para obtener su correspondiente cabeza, esto para poder obtener una curva de caracterización Q vs H, y así poder comparar la curva del modelo computacional con la curva de referencia