Cliente: e- Sea Tecnología de Propulsión
Servicios relacionados: simulación CFD, diseño de hélices
Alcance del trabajo:
- Análisis inicial de funcionamiento por CFD
- Rediseño y optimización hidrodinámica de geometría
Resultados:
La empresa E-sea, ha desarrollado un pequeño sistema de propulsión acuática extraíble. El modelo se utiliza en tablas de surf, SUP, kayak y todo tipo de embarcaciones pequeñas, que consiste en un waterjet accionado por un motor eléctrico y controlado de forma remota.
E-sea solicita a VICUSdt la optimización de la hidrodinámica del propulsor. El objetivo consiste en mejorar el rendimiento propulsivo del sistema tratando de aumentar el empuje que proporciona y de reducir la potencia requerida. Con esto se pretende disminuir el consumo energético maximizando la duración de la batería y con ella, la autonomía en navegación.
La optimización debe llevarse a cabo manteniendo las dimensiones generales del sistema y la velocidad de giro del rodete.
En una primera fase se realizan una serie de simulaciones CFD sobre la geometría inicial para identificar cómo se comporta el flujo y las posibles zonas de mejora.
A continuación, se realizan modificaciones en las áreas críticas para estudiar su influencia y evaluar los avances obtenidos. Se procede al diseño una nueva hélice, que mantiene el número de palas y la velocidad de rotación; variando la geometría de las mismas, perfiles y distribución de paso. Se realiza un rediseño de la tobera tratando de eliminar las recirculaciones y consiguiendo que el impulso creado por esta sea favorable al empuje total del waterjet.
La última modificación consiste en diseñar un nuevo estátor. Por un lado, con el objetivo de direccionar el fluido a la salida de la hélice y que tenga una evacuación más hidrodinámica recuperando parte de la energía rotacional perdida. Por otro lado, se pretende que el empuje proporcionado por la hélice aumente con la incorporación del estátor, mejorando el grado de avance de esta. Además, este elemento también aporta un refuerzo al conjunto como soporte estructural.
Los resultados de estas modificaciones muestran una mejora considerable en el sistema, el nuevo diseño ofrece una reducción de potencia del 47% para el mismo empuje respecto al original.
