Mellora da eficiencia do fluxo no interior de autoclaves de tratamento de pezas de material composto do sector aeronáutico
| Autoría | Uxía García Luis |
| Data de defensa | 26/06/2020 |
| Titulación | Grao en Enxeñaría Aeroespacial |
| Centro | Escola de Enxeñaría Aeronáutica e do Espazo |
| Dirección |
Titoría: Elena Beatriz Martín Ortega |
| Tribunal |
Presidencia: María Beatriz Guitián Saco Secretaría: Guillermo David Rey González Vogalía: Diego Carou Porto |
| Resumo | A presenza de pezas de materiais compostos (composites) nas aeronaves non deixa de aumentar co paso do tempo, debido ao seu bo comportamento mecánico e baixa densidade que os caracteriza. Os autoclaves son actualmente una ferramenta indispensable para realizar o tratamento térmico (curado) destas pezas. Debido ás elevadas presións que se poden alcanzar neles durante os ciclos térmicos, o curado das pezas presenta un índice de defectos moi baixo respecto a outros tipos de procesos de fabricación de pezas de material composto. O obxectivo principal deste traballo (en colaboración cunha empresa do sector aeronáutico localizada no entorno), consiste en estudar a mellora da uniformidade no fluxo dun determinado autoclave mediante a instalación de difusores na porta de entrada. O aumento da homoxeneidade do fluxo permitirá asegurar un curado máis uniforme para as distintas pezas presentes nunha carga, permitindo así a redución do tempo de curado da carga completa. O estudo levouse a cabo mediante simulación numérica do fluxo (Computational Fluid Dynamics (CFD)) no interior do autoclave con técnicas numéricas baseadas en volumes finitos, desenvoltas en software comercial. Anímesmo, o análise numérico foi acompañado da realización dunha campaña experimental necesaria para caracterizar o campo de velocidades e temperaturas do fluído no interior do autoclave e, desta forma, poder establecer as condicións de contorno das simulacións. Tras o análise realizado, os resultados numéricos indican una mellora moi importante na homoxeneidade do campo fluído gracias á presenza do difusor. Ademais, levouse a cabo una análise da influencia do posicionamento lonxitudinal e lateral de pezas, pertencentes a unha carga real, sobre o campo termo-fluído-dinámico ao redor das mesmas. O obxectivo destas simulacións é caracterizar o coeficiente (local) de transferencia de calor sobre cada punto das pezas tratadas en función da disposición da carga no autoclave. Desta forma determinouse cal e a distribución óptima das pezas/útiles, de cara a obter unha transferencia de calor máis homoxénea nas mesmas e, en consecuencia, un curado máis homoxéneo. Por último, debido a razóns de confidencialidade algúns datos xeométricos, imaxes e condicións de proceso non se puideron incluír na memoria do traballo. |