Tuneles De Cavitacion.docx

2016 TUNELES DE CAVITACION

ALUMNO Chuquillanqui Camarena, Luis Eduardo. CURSO Laboratorio de Hidrodinámica 9-7-2016

INTRODUCCION

El en siguiente trabajo se presenta información obtenida de los diferentes miembros de la ITTC, la información mencionada es respecto a los túneles de cavitación, los cuales son de mucha utilidad para el desarrollo e investigación de las helices, además de las nuevas tecnologías desarrolladas en estos túneles también se utilizan para medidas académicas ya que estos pertenecen a universidades de varias partes del mundo, así que su uso no solo tiene un valor comercial sino que además le aporta un valor estudiantil a la investigación en el campo de la propulsión para todos los interesados en el tema, sin más preámbulo les hago una invitación para que visualicen el siguiente trabajo en el cual se muestra los principales túneles de cavitación y como estos funcionan.

TUNEL DE CAVITACION El fenómeno de cavitación tiene efectos negativos para la hélice por lo que tiene que evitarse su aparición. Este fenómeno aparece en ciertas condiciones de funcionamiento de las hélices y afecta negativamente al rendimiento propulsivo, origina vibraciones no deseadas y favorece la corrosión de las propias. Predecir analíticamente el comportamiento de la hélice es complejo e inexacto, por lo que es necesario recurrir a ensayos con modelos para estudiar y optimizar las hélices reales. Esta es la función del túnel de cavitación, realizar estudios de hélices modelo para conseguir predecir el comportamiento de la hélice real a las condiciones de trabajo definidas. En el túnel, es posible reproducir a escala las condiciones de funcionamiento de las hélices teniendo un modelo semejante estacionado en una corriente agua. Se miden en el túnel el torque y el empuje de la hélice que, con las leyes de semejanza y con la igualdad de números adimensionales, permiten predecir el comportamiento de la hélice real. El túnel de cavitación está formado por un conducto anular vertical por el cual se hace circular agua a velocidad regulable con una bomba de impulsión. Hay una cámara de observación donde se coloca la hélice modelo conectada a un motor que la hace girar a la velocidad deseada, donde se podrá observar el propio fenómeno de cavitación si aparece. Para poder realizar el experimento de forma correcta es necesario regular la presión para tener condiciones semejantes a la realidad. Para ello se utiliza una bomba de vacío que nos permite modificar dicha presión, ya que la superficie libre del agua esta incomunicada de la atmosfera exterior. Para terminar, en el propio motor de la hélice está instalado el dinamómetro que permite ver en sus marcadores el torque y el empuje de la hélice. Por lo tanto, para realizar el experimento es necesario calcular las revoluciones de la hélice, la presión a la cual se debe encontrar y la velocidad de avance para poder calcular con exactitud el torque y el empuje y ver si se produce la cavitación en la hélice. Todo queda conectado a un panel de control con el que se regula eléctricamente todos estos factores.

PROCESO PREVIO EXPERIMENTAL DE LA SIMULACIÓN EN EL TÚNEL DE CAVITACIÓN

Previo al estudio experimental de la hélice en el túnel de cavitación, es necesario realizar un estudio analítico. En éste, se determinan los valores de los parámetros variables que se deben regular en el túnel, tales como el número de vueltas y la presión de la bomba de vacío. Asimismo, también se calculan los valores teóricos de otros parámetros variables, resultado de los anteriores, que pueden ser útiles en términos de comprobación de resultados y para calibrar el sistema de medición del túnel. Por último, el estudio analítico permite determinar si los valores de las variables, tanto introducidas como obtenidas, se encuentran dentro de los rangos permitidos por el túnel. Finalmente, se procede a la puesta en marcha del túnel, regulación de los parámetros y simulación de la situación real, y a la posterior variación de los parámetros para determinar el punto en el que la hélice empieza a presentar niveles de cavitación no aceptables.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL EN EL TÚNEL DE CAVITACIÓN

Tras realizar el estudio analítico y comprobar que todos los parámetros se encuentran dentro de los valores requeridos, debe procederse a la puesta en marcha del túnel y realización de la simulación. En primer lugar, tras instalar la hélice correspondiente y llenar el túnel de agua, debe regularse la presión Pbv en la bomba de vacío. A continuación, encender el motor y hacer girar la hélice al número de vueltas deseado. Una vez llegados al régimen estacionario, se procederá a comprobar que los valores de par torsor y empuje corresponden a los valores analíticos calculados previamente. Una vez comprobados todos los parámetros, se procede a observar el fenómeno de la cavitación con la ayuda del estroboscopio. Si únicamente se desea comprobar si en la situación de estudio la hélice cavita o no, la simulación finaliza con esta comprobación. En caso de querer determinar las condiciones bajo las cuales la hélice empieza a cavitar, o supera unos límites de cavitación permitidos, debe modificarse la velocidad de giro y

determinar el punto en el que se inicia el fenómeno. Una vez encontrada la velocidad de giro crítica, debe tomarse nota del par torsor y del empuje, y posteriormente realizar los cálculos de semejanza, en sentido inverso al realizado durante el estudio analítico, para determinar las condiciones de inicio de cavitación de la hélice real.

PRINCIPALES TÚNELES DE CAVITACIÓN

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Vienna Model Basin, Austria

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Bulgarian Ship Hydrodynamics Centre(DSHC), Bulgaria

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Institute for Marine Dynamics(NRC), Canada



China Ship Scientific Research Center(CSSRC), China



Marine Design and Research Institute of China(MARIC) China

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Shanghai Jiao Tong University Ship Hydrodynamic Laboratory, China



Shanghai

Ship

and

Shipping

Research

Institute(SSSRI)

Ministry

of

Communications, China 

Brodarski Institute, Croatia



Danish Maritime Institute, Denmark



Bassin D’Essais des Carenes, France



Versuchsanstalt Fuer Wasserbau und Schiffbau VWS Berlin Model Basin, Germany



Hamburgische Schiffbau- Versuchsanstalt GmbH, Germany



Schiffbau-Versuchsanstalt Potsdam GmbH, Germany



Technische Universitaet Tostock Fachbereich Maschinenbau und Schiffstechnik, Germany



Sektion Schiffstechni Wilhelm Pieck Universitaet, Rostock, Germany



Ship Research Division, India



Indonesian Hydrodynamic Laboratory Surabaya (LHI), Indonesia

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Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagasaki R & D Center Nagasaki Experimental Tank, Japan

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Research Institute Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Co., Ltd., Japan

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Shipbuilding Research Center of Japan

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Hyundai Maritime Research Institute (HMRI), Korea

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Korea Research Institute of Ships and Ocean engineering (KRISO), Korea



Samsing Ship Model Basin (SSMB), Korea



Delft Ship Hydromechanics Laboratory, The Netherlands



Maritime Research Institute Netherlands (MARIN), The Netherlands



MARINTEK, Norway



Ship Hydromechanics Division, Poland



Krylov Shipbuilding Research Institute, Russian

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Canal de Experiencias Hidrodinamicas De EI Pardo, Spain



Swedish Maritime Research Centre SSPA Maritime Consulting AB, Sweden



Ata Nutku Ship Model Testing Laboratory, Turky

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Defense Research Agency Haslar, United Kingdom



Department of Naval Architecture and Shipbuilding, United Kingdom

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Vosper Thornycroft (UK) Ltd., United Kingdom



The Pennsylvania State University Applied Research Laboratory Fluid Dynamics Department, USA

DESCRIPCION DE ALGUNOS TUNELES DE CAVITACION

BULGARIAN SHIP HYDRODYNAMICS túnel de cavitación con dos secciones de medición (sección de trabajo pequeños con unas dimensiones de 0,5 m x 0,5 m con la velocidad del agua hasta 14 m / s, número mínimo de 0,2 cavitación y de la sección de trabajo grande con unas dimensiones de 1,5 m 0,7 m).

CHINA SHIP SCIENTIFIC RESEARCH, CHINA Este laboratorio es principalmente ocupado en la investigación y pruebas del desempeño hidrodinámico del movimiento de los cuerpos en agua tales como buques y propulsores tanto como en dice; o y optimización de propulsores para varios buques. Parámetros de entrada 0.8 de diámetro, 3.2 m L Rango de velocidad de flujo 2-20m/s Rango de presión 0-0.4Mpa Escala de turbulencia +/- 0.5% Min. Numero de cavitación 0.15

CANAL DE EXPERIENCIAS HIDRODINAMICAS DE EI PARDO, SPAIN El túnel de cavitación del CEHIPAR, es la instalación que se utiliza, entre otros fines, para optimizar el diseño de hélices comprobando y estudiando la generación de cavitación, riesgo de erosión, fluctuaciones de presión y la producción de ruidos inherente a la cavitación. Los ensayos pueden realizarse con el propulsor en flujo libre o bien simulando la estela del buque con mallas o introduciendo una réplica del modelo o "dummy model". Características 

Velocidad del fluido de hasta 11 m/s.



Presión estática de 1.55 a 0.20 atmósferas.

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Índice de cavitación entre 0.32 y 130.

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Diámetro de los modelos de propulsores entre 150 y 450 mm.

FUENTES DE INFORMACION

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ESTUDIO TEORICO DEL TUNEL DE CAVITACION Y ANALISIS DEL SISTEMA DE MEDICION. Alejandro Slemenson Mule, Josep McMarti i Elias

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http://www.bshc.bg/structure/cavitation_tunnel.htm



http://www.cssrc.com/info.asp?id=150



http://www.cehipar.es/instalaciones/tunelcavitacion/