Diseño y simulación de un sistema para la toma de datos de impactos debido al colapso de cavidades sobre superficies bajo condiciones de flujo cavitativo

Araque Jarrín, Vanessa Carolina

2018-07-23

Araque Jarrín, V. C. (2018). Diseño y simulación de un sistema para la toma de datos de impactos debido al colapso de cavidades sobre superficies bajo condiciones de flujo cavitativo. 80 hojas. Quito : EPN.
T-IE/4706/CD 8977

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Rodas Benalcázar, Ana Verónica, director

In the present dissertation a data acquisition system for the measurement of impacts by cavitation was designed and simulated. The objective of the study is related to the pressure measurement of microjets, whose maximum peaks are associated with the greatest erosive damage. The data used to develop this work are based on the mathematical modeling and simulation generated by Ing. Víctor Hidalgo, DSc, in his doctoral thesis entitled "Numerical study on unsteady cavitating flow and erosion based on homogeneous mixture assumption" [1]. The model reproduces erosion for a cavitation process on the surface of a convex hydrofoil with an obstacle, inside a cavitation generating tunnel. For the established purposes, two methods of dynamic pressure sensing are investigated. A piezoelectric gauge type PVDF sensor and a piezoresistive manganin gauge were selected and conditioned. The conditioning methods use a charge integration stage for the PVDF gauge and resistance bridge conditioning for the manganin gauge. For the simulation developed in Labview software, the pressure incident in the active area of the sensor is considered as a sum of instantaneous pressures of microjet. The pressures data required by the sensor are imported in the form of tables, to integrate the measurement and visualization stage. Finally, the total cost is analyzed and the conclusion is that the PVDF piezoelectric gauge is an appropriate option for measuring dynamic pressures up to 10 [GPa].

En el presente trabajo se diseñó y simuló un sistema de adquisición de datos para la medición de la presión de microjets incidentes sobre una hidroala debido a cavitación, utilizando Labview. Los datos utilizados para el desarrollo de esta tesis, parten de la modelación matemática y simulación generada por el Ing. Víctor Hidalgo, DSc, en su tesis doctoral denominada “Numerical study on unsteady cavitating flow and erosion based on homogeneous mixture assumption”. Dicho modelo reproduce la erosión para un proceso de cavitación en la superficie de un hidroala de tipo plano convexo con obstáculo dentro de un túnel generador de cavitación. Para los propósitos establecidos se investiga dos métodos de sensado de presión dinámica. Un sensor de tipo galga piezoeléctrica de PVDF y una galga piezoresistiva de manganina son escogidos y acondicionados. Los métodos de acondicionamiento utilizan una etapa de integración de carga para la galga PVDF y un acondicionamiento mediante puente de resistencias para la galga de manganina. Para la simulación desarrollada en el software Labview se considerar la presión incidente en el área activa del sensor como una sumatoria de presiones instantáneas de microjet. Los datos de presiones que ingresan al sensor se importan en forma de tablas, para integrar la etapa de medición y visualización. Finalmente se analiza el coste total y se concluye que la opción de medición de presiones dinámicas de hasta 10 [GPa] mediante una galga piezoeléctrica de tipo PVDF es la adecuada.

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL; INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA; APLICACIONES DE COMPUTADOR;