Lo que no te enseñaron en la universidad sobre las pérdidas de carga

3 min de lectura Fluidodinámica CFD

En el diseño de muchos productos, la evolución de la presión del fluido y las pérdidas de carga son aspectos fundamentales para evaluar sus prestaciones.

Una pérdida de presión se traduce en una pérdida de energía que debe compensarse aportando más energía al sistema. Por tanto, resulta evidente que un diseño fluidodinámico optimizado, que permita alcanzar condiciones de presión adecuadas, también puede generar un ahorro energético, con todos los beneficios que ello conlleva.

Recordando lo que aprendimos en la universidad, sabemos que existen distintos tipos de presión: estática, dinámica y total. También hemos estudiado las leyes físicas que describen el comportamiento de los fluidos, que pueden ser compresibles o incompresibles. Sabemos, además, que un fluido que circula por un conducto disipa energía por fricción, lo que se conoce como pérdidas de carga distribuidas. Asimismo, los cambios en la geometría del conducto pueden provocar pérdidas de carga localizadas.

Si bien puede resultar relativamente sencillo comprender el significado de las distintas ecuaciones que describen el flujo de un fluido, integrarlas y aplicarlas resulta mucho más complicado cuando diseñamos un producto complejo cuyas pérdidas de presión debemos estimar.

Es en este punto donde entra en juego la dinámica de fluidos computacional (CFD), que se convierte en una herramienta fundamental para el desarrollo en manos del diseñador, ya que permite comprender las tendencias del diseño y seleccionar las soluciones con mayor potencial, descartando aquellas que no resultan adecuadas.

Cómo estudiar las pérdidas de carga

Desafortunadamente, la dinámica de fluidos computacional (CFD) no siempre forma parte del plan de estudios universitario. E incluso cuando se imparte, suele limitarse a aplicaciones muy especializadas y avanzadas, poco relacionadas con las necesidades de la mayoría de las empresas manufactureras. A esto se suma que los programas de análisis CFD suelen ser muy costosos y complejos de utilizar.

Todo ello ha dificultado la implantación de las técnicas CFD en las pequeñas y medianas empresas (pymes), donde los ingenieros mecánicos han seguido recurriendo a la fabricación de prototipos físicos y a ensayos experimentales en bancos de pruebas.

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Quello che non ti hanno insegnato a scuola sulle perdite di carico
Siemens-SW-What-they-didnt-teach-you-in-school-about-pressure-drop-wp.pdf · 6 MB
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En este white paper de Siemens se explica cómo, hoy en día, también las pymes pueden incorporar herramientas de análisis fluidodinámico orientadas a diseñadores, capaces de proporcionar resultados rápidos y precisos. Estas herramientas permiten evaluar fácilmente distintas alternativas de diseño mucho antes de fabricar los prototipos físicos.

Los beneficios de este enfoque se traducen en:

  • Reducción de los costes de desarrollo.
  • Reducción del time-to-market.
  • Mayor innovación en el producto.
  • Eliminación de los principales cuellos de botella en el proceso de diseño.
  • Reducción de los riesgos asociados al cumplimiento de normativas cada vez más exigentes.

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Para profundizar en el tema:

Comprueba el producto antes de fabricarlo.

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