MAQUINARIA HIDRAULICA

Autor: ESCALER PUIGORIOL FRANCESC XAVIER.
Año: 1999.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: Este trabajo ha permitido demostrar que un metodo sencillo basado en las vibraciones inducidas por la cavitación permite predecir el riesgo de erosión de la cavitación en el laboratorio. El metodo consiste en la caracterización de la intensidad y de la velocidad de producción de colapsos de cavidades de vapor actuando en el sólido mediante las vibraciones que se inducen en la estructura mecánica. A partir de estas vibraciones, el valor absoluto de las fuerzas asociadas a los impactos que participan en el proceso se estima mediante el uso de funciones de transferencia que relacionan las fuentes de excitación con la respuesta medida. Finalmente, la determinación de una relación fuerza-daño para un material determinado nos permite calcular las areas de los agujeros causadas por las fuerzas que ocurren por encima de un nivel minimo a partir del cual se inicia el daño, durante un cierto periodo de tiempo. Con esta información, se puede calcular el periodo minimo de tiempo antes de que el daño cubra toda la superficie afectada por la cavitación y de esta forma poder predecir la aparición de una cavitación severa. El éxito de esta metodologia reside en el conocimiento previo de la resistencia del material al tipo de excitación que interviene en el proceso de erosión. Un generador de vórtices permite someter al material a impactos de individuales de colapsos de vórtice. Ensayos de corta duración nos permiten establecer la correlación directa entre las fuerzas de los impactos i el numero de agujeros. De esta forma, también se puede establecer el nivel minimo de a partir del cual el material sufre el primer daño. Los impactos debidos a la cavitación se detectan con la presencia de la fase de vapor cerca de la superficie del sólido. Se miden las aceleraciones resultantes y las fuerzas correspondientes de los impactos se aproximan con las funciones de transmisibilidad calculadas mediante un martillo instrumentado. Los agujeros debidos a la cavitación se pueden determinar utilizando un método de procesamiento de imágenes aplicado a fotografias de la superficie de la proveta realizadas antes y una vez finalizados los tests de erosión. De esta manera, se han caracterizado dos materiales de distinta naturaleza, un metal dúctil y un recubrimiento frágil. Además, se han investigado los aspectos hidrodinámicosa y la firma espectral de colapsos aislados. La validez de los resultados obtenidos mediante el generador de vórtices para ambos materiales también se coinfirman en el tunel de cavitación. Finalmente, se investigan diversas turbinas hidráulicas a fin de complementar el trabajo de investigación. Concretamente, los esfuerzos se concentran en el analisis de aspectos relacionados con las transmisibilidades. Los resultados son muy estimulantes porque ofrecen un conocimiento más profundo del comportamiento de la maquina lo cual es muy necesario para poder predecir el riesgo de erosion de la cavitación de manera satisfactoria en un prototipo.

Autor: VALERO FERRANDO M. CARMEN.
Año: 1997.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: DEPARTAMENTO: MECANICA DE FLUIDS PROGRAMA DE DOCTORADO: FLUIDOTECNIA.

Resumen: El funcionamiento de una máquina hidráulica provoca perturbaciones de distintos orígenes que actúan sobre el fluido y la estructura. Cuando una perturbación de origen hidráulico se amplifica, puede dar fluctuaciones de presión muy importantes que pongan en peligro la instalación; se dice entonces que ha tenido lugar una condición de resonancia hidráulica. El principal objetivo de esta tesis es conocer de forma teórica la respuesta de circuitos reales complejos con diferentes condiciones de funcionamiento cuando éstos se encuentran bajo la acción de una excitación cualquiera, y contrastar esta respuesta con pruebas experimentales en instalaciones reales. En primer lugar, se ha realizado un estudio teórico de cuáles son las excitaciones hidráulicas más importantes que se pueden generar en un circuito, y de cómo se puede evaluar el flujo de energía que éstas emiten hacia el circuito a partir de los métodos de intensimetría acústica. Seguidamente, se ha hecho una descripción de los distintos métodos existentes para el estudio del flujo oscilatorio y se ha escogido el Método de la Matriz de Transferencia y el Método de la Impedancia implementándolos en una simulación teórica. El programa de simulación se ha implementado en entorno MATLAB. Permite calcular frecuencias propias hidráulicas, modos de vibración y amplitudes relativas de distintos puntos del sistema en función de la excitación para distintas condiciones de funcionamiento. Se han seleccionado tres tipos de instalaciones para realizar la contrastación experimental del programa de simulación: una instalación real de turbinaje, una instalación real de turbinaje-bombeo y una instalación de bombeo en laboratorio. Para cada una de estas instalaciones se han hecho medidas tanto de vibración (mediante acelerómetros) como de fluctuación de presión (mediante transductores de presión), y se ha establecido un método experimental para poder determinar los parámetros más significativos y compararlos con los obtenidos teóricamente. Una vez contrastado el programa, se ha utilizado para investigar de forma teórica la variación de las frecuencias propias del sistema con las condiciones de funcionamiento, y se ha evaluado la importancia que estas condiciones pueden tener en la respuesta del sistema. Se ha implementado también un método que ha permitido evaluar el flujo de energía propagada por la máquina al circuito, y se han investigado cuáles han sido las excitaciones más representativas en función de la carga.

Autor: PAULA DE NASCIMENTO LUIZ DE.
Año: 1994.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: DEPARTAMENTO: MECANICA DE FLUIDOS PROGRAMA DE DOCTORADO: FLUIDOTECNIA.

Resumen: EN UNA PRIMERA ETAPA SE PRESENTA UN ESTUDIO TEORICO Y UNA INVESTIGACION EXPERIMENTAL SOBRE LA DETECCION DE EXCTACIONES EN GRUPOS HIDRAULICOS. EN UNA SEGUNDA ETAPA SE HA PROCEDIDO A UN ANALISIS MODAL EXPERIMENTAL DE TRES GRUPOS CON MAQUINA PARADA Y EN FUNCIONAMIENTO. EN UNA TERCERA ETAPA SE HA DESARROLLADO UNA MODELIZACION MATEMATICA PARA SIMULAR DICHO COMPORTAMIENTO MODAL. LA MODELIACION SE CONTRASTO CON LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES. FINALMENTE SE PROCEDIO A UN ANALISIS DE SENSIBILIDAD DE LA RESPUESTA DE LOS SISTEMAS A PARTIR DE LOS MODELOS MATEMATICOS.

Autor: CASTRO RUIZ FRANCISCO.
Año: 1986.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: DPTO. MECANICA DE FLUIDOS E.T.S.I.I. (U.P.M.).

Resumen: SE ESTUDIAN LOS FENOMENOS QUE SE PRODUCEN EN LA ESTELA DE UN ALABE SUMERGIDO EN UNA CORRIENTE LIQUIDA. ASIMISMO SE LLEVA A CABO LA VERIFICACION EXPERIMENTAL DE UNA TEORIA QUE INTERPRETA EL FENOMENO DE LA APARICION Y PROPAGACION CONTRACORRIENTE DE ONDAS Y CAVIDADES A LO LARGO DE LA ENTREFASE DEL NUCLEO DE UN TORBELLINO CAVITANTE. LA TEORIA ESTABLECE UNA ANALOGIA ENTRE ESTE FENOMENO Y EL DE PROPAGACION DE ONDAS EN AGUA SOMETIDA A LA GRAVEDAD.