Estudio experimental y computacional de las vibraciones inducidas por flujo interno en tuberías soportadas

Abstract

Se realizó el diseño del banco de pruebas para estudiar las vibraciones inducidas por flujo, desarrollando un modelo CAD y una simulación del sistema de tuberías transportando el agua, para determinar si ante los parámetros geométricos diseñados se obtendría un flujo turbulento. Así mismo se realiza la selección de la instrumentación, sensores, teniendo en cuenta los parámetros de diseño propuestos. Se diseñó y programa una interfaz en MATLAB para realizar la recolección de la información captada por el sensor de aceleración y el procesamiento de esta misma a través del algoritmo FFT (Fast Fourier Transform por sus siglas en inglés para determinar la frecuencia pico de vibración en la tubería. Se realizó una simulación de elementos finitos para determinar las frecuencias naturales de una tubería sin agua, llena de agua y finalmente bajo la influencia de un flujo turbulento con el fin de estudiar los cambios en dicha frecuencia y así compararlos con a la frecuencia obtenida de forma experimental y teórica; dicha frecuencia teórica se obtiene utilizando modelo propuesto en literaturas. Finalmente se realiza la construcción, puesta a punto del banco de pruebas y posteriormente se efectúan las pruebas correspondientes, para finalmente procesarlas y analizar los resultados, obteniendo las frecuencias naturales de la tubería ante diferentes caudales y así mismo las amplitudes de estas vibraciones con la finalidad de evaluar dichas amplitudes de acuerdo con la norma internacional alemana VDI 3842.