Secretaría Uvigo - Mellora da eficiencia do fluxo no interior de autoclaves de tratamento de pezas de material composto do sector aeronáutico

Mellora da eficiencia do fluxo no interior de autoclaves de tratamento de pezas de material composto do sector aeronáutico

Data de defensa26/06/2020
TitulaciónGrao en Enxeñaría Aeroespacial
CentroEscola de Enxeñaría Aeronáutica e do Espazo
Dirección Titoría: Elena Beatriz Martín Ortega
Tribunal Presidencia: María Beatriz Guitián Saco
Vogalía: Diego Carou Porto
Secretaría: Guillermo David Rey González
ResumoA 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.
Volver