Este documento describe una simulación de fluidos realizada en SolidWorks para mejorar el sistema de aspiración de una minibarredora. Se estudian varias mejoras potenciales como la longitud y forma del tubo de aspiración, una pared inclinada en la tobera, y una pared vertical en el interior del cubo. La simulación revela que un tubo corrugado y más largo mejora la aspiración, mientras que las otras mejoras propuestas tienen efectos insignificantes o inconvenientes. El documento concluye con el ensamblaje final simulado y

1. SIMULACIÓN DE FLUIDOS
SOLIDWORKS
URBANLAB
EL SOTO DE LA MORALEJA

2. ¿Por qué una simulación?
 Mediante una simulación podemos obtener
multitud de resultados teóricos a partir de
unas relaciones físicas conocidas.
 Además nos permite aplicar mejoras y
conocer su resultado sin la necesidad de
modificar nuestro modelo físico real.
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3. ¿Qué dispositivo analizamos?
 Estudiaremos el sistema de aspiración de la
“minibarredora” que están fabricando parte
del grupo de becarios.
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4. El problema
 Durante el proceso de fabricación de la
“minibarredora” nuestro objetivo se centraba en
maximizar la capacidad de aspiración para
aumentar sus prestaciones y aprovechar lo
máximo posible la potencia de la turbina.
 En la etapa de diseño, surgen varias posibles
mejoras que se estudian en el simulador para
decidir si es necesario aplicar dichos cambios.
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5. Mejoras
 Longitud del tubo de
aspiración
 Pared inclinada en la
tobera
 Pared vertical en el
interior del cubo
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6. Longitud y forma del tubo de
aspiración
 La influencia de la longitud del tubo aspirador
se estudió para observar si era determinante
para modificar el diseño del remolque y la
colocación del cubo.
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7.  También se estudió si era un factor a tener
en cuenta la forma del tubo entre uno liso
o uno corrugado. Finalmente se optó por
el corrugado debido a la flexibilidad que
este ofrecía frente a la rigidez del liso.
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8.  La siguiente gráfica muestra la variación de velocidad media de
entrada y salida del tubo corrugado en función de la longitud.
 En ella se puede observar como la velocidad media de salida casi
no difiere ya que el flujo es constante y el área es similar
dependiendo de la longitud del LID. (Q=vA)
 La velocidad media de salida es mayor que la de entrada porque
se encuentra más próxima a la turbina la cual proporciona la
potencia de succión.
 La diferencia entre la velocidad media de entrada respecto de la
salida se debe a la geometría corrugada, es decir, a mayor
longitud de tubo mayor diferencia de velocidad media.
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9. Pared inclinada en la tobera
 Esta mejora se estudió para ver si mejoraba la
potencia de absorción de la tobera colocando
una pared inclinada que favorecería la
circulación del aire.
 Finalmente el estudio reveló que el aumento
de potencia era insignificante debido a que la
tobera es una pieza demasiado pequeña para
que se aprecia un cambio brusco en la
potencia de succión.
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10.  A su vez se estudió como afectaba las distintas
geometrías de la tobera y la forma del orificio de
salida del aire.
Tobera y salida rectangular Tobera circular con salida rectangular
Tobera y salida circulares Tobera y salida circular con pared inclinada
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11. Pared vertical en el interior
del cubo
 La idea surge como una opción para reconducir el
flujo del aire que entra en el cubo haciendo que se
pierda menos potencia de aspiración.
 Así el aire entrante se dirigiría directamente a la
salida sin que se formasen corrientes de
recirculación dentro de él.
 Sin embargo, la idea fue desestimada ya que el
aumento de potencia no era muy alto y otros
aspectos, como el aumento de peso al colocar la
pared y la movilidad de la tapa del cubo, no
favorecían su colocación.
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12.  También se planteó las posibles
orientaciones y la longitud de dicha
pared para estudiar como variaban los
distinto parámetros en cada caso.
Cubo sin pared vertical Cubo con pared vertical
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13. Ensamblado final
 Para terminar el proceso de simulación se
realizó el ensamblaje de todos los
componentes para determinar los parámetros
de interés del sistema de absorción de la
“minibarredora” y las líneas del flujo de aire
que se producían dentro de él.
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14. Comparativa simulación SolidWorks
con el modelo real
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