Predimensionament de turbomàquines amb Blade Modeler d’ANSYS CFX

Abstract

La present memòria té com a principal objectiu el predimensionament de rodets centrífugs radials mitjançant el programa Ansys. A partir de paràmetres bàsics de rodets reals, es generen diferents geometries amb la finalitat d’analitzar si el seu comportament geomètric i operatiu és coherent amb el dels rodets de referència. Paral·lelament, el treball també té com a objectiu establir una metodologia de disseny de turbomàquines aplicable a futures assignatures del MUEI (Màster Universitari en Enginyeria Industrial). La metodologia es basa en la generació d’una geometria 1D amb l’eina Vista CPD, la posterior transformació en un model tridimensional amb BladeGen i, finalment, l’avaluació del comportament hidràulic mitjançant simulacions fluidodinàmiques amb CFX. Els resultats obtinguts evidencien que existeixen diverses configuracions geomètriques capaces d’assolir unes mateixes condicions d’operació. Tot i presentar certes similituds, aquestes geometries no poden considerar-se equivalents. L’estudi comparatiu mostra que l’increment del nombre de paràmetres definits en el predimensionament, comporta una reducció de la desviació geomètrica entre les mostres analitzades. Finalment, les simulacions de dinàmica de fluids han permès avaluar el comportament hidràulic de les geometries generades, posant de manifest la presència de certes desviacions atribuïbles a les limitacions dels models emprats. En aquest sentit, es pot afirmar que les eines proporcionades per Ansys constitueixen un entorn versàtil i útil per al disseny preliminar de turbomàquines, sempre que els resultats obtinguts siguin posteriorment validats mitjançant anàlisis més detallades.