Diseño y modelado númerico de un inductor axial con restricciones geométricas

Un inductor es una bomba axial que se coloca antes del rotor principal de una bomba centrifuga, con el objetivo de aumentar la presion de entrada al rotor y evitar la aparicion de cavitacion en el mismo. Este trabajo presenta el analisis realizado mediante simulaciones CFD a diferentes disenos de inductor para una turbobomba de combustible de un motor cohete, con restricciones geometricas en el cubo y la cubierta del inductor. Un total de 29 diferentes geometrias de alabe se generaron y analizaron mediante simulacion numerica con un flujo incompresible sin cavitacion. Las simulaciones para los distintos inductores se realizaron en modo estacionario, con un mallado estructurado, utilizando un modelo MRF (Multiple Reference Frames), donde el inductor es el dominio rotante y los tubos de entrada y salida son dominios estaticos. Como condiciones de borde, se impusieron presion total a la entrada y caudal masico a la salida. El solver es implicito, acoplado, basado en presiones, con un esquema “high resolution” para el termino advectivo. De estos analisis, los tres disenos que alcanzaron el mejor desempeno fueron seleccionados para realizar simulaciones multifasicas que incluyeron un modelo de cavitacion. Los resultados resaltan la influencia de la geometria 3D de los alabes en la eficiencia del inductor y muestran como se puede alcanzar el aumento de presion requerido con un diseno adecuado.