Diseño de un impulsor de bomba centrífuga con álabes biomiméticos basados en la piel del pez vela

• Autor: Rivas Maldonado, Mauricio Miguel
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2024
• Institución: Universidad de Ingeniería y tecnología
• Repositorio: UTEC-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.utec.edu.pe:20.500.12815/399
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12815/399
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Bomba Centrífuga; Cavitación; Biomimética; Evaluación del rendimiento; Álabe; Centrifugal pump; Cavitation; Biomimetics; Performance evaluation; Turbine blade; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.03.01

Las bombas centrífugas son máquinas con presencia tanto en industria como en el hogar. Estos equipos están limitados por su tamaño y las características del fluido empleado. Estos límites, en términos del fluido, se determinan en función al caudal y presión de una bomba en servicio. Cuando la presión local (interna) es menor a la de vaporización se forman burbujas que colapsan en un proceso conocido como cavitación. La cavitación es un problema principal afrontado al diseñar una bomba centrífuga. Implementaciones recientes del diseño biomimético en máquinas se han mostrado prometedoras para mejoras de rendimiento. Esto supone una oportunidad para el desarrollo de la bomba del futuro, lo que lleva a preguntar: ¿Es posible mejorar el rendimiento de una bomba centrífuga aplicando el diseño biomimético a su impulsor? Esta investigación parte de que debería de ser posible. Un diseño que permita tener mayor caudal para el mismo tamaño sería útil en aplicaciones donde el espacio es una limitante. La presente investigación empleo el uso de herramientas CAD, fotografías y mediciones de investigadores anteriores, en conjunto con simulación CFD. Se evaluó el rendimiento de un impulsor con el pez vela como base de inspiración comparado con uno convencional. Se observó un incremento en eficiencia de 3.5% en sobrevelocidad y 0.2% en caudal nominal de la bomba referencial. La altura de descarga presentó un incremento de 5% y 8% a nominal y sobrevelocidad. Lo expuesto presenta una posible mejora respecto a los diseños actualmente en uso, es recomendable realizar más investigaciones.