Estudio computacional y experimental de la dinámica de cojinetes hidrodinámicos texturados

mecánica computacional
0
Descripción

Los cojinetes hidrodinámicos son elementos de máquina que permiten el movimiento de un rotor dentro de una carcasa mediante una película de lubricante que evita el contacto metal–metal. No obstante, pueden generarse zonas de baja presión que dan lugar a la formación de burbujas (fenómeno denominado cavitación), cuyo modelado requiere enfoques específicos según el mecanismo dominante. Este fenómeno resulta particularmente relevante en cojinetes con superficies texturadas, en los que se requieren modelos conservativos en masa para caracterizar adecuadamente la región cavitada. Asimismo, estos sistemas pueden presentar inestabilidades dinámicas, como el Oil Whirl, caracterizado por vibraciones subsincronicas asociadas a la pérdida de capacidad portante, y el Oil Whip, que se manifiesta cuando la frecuencia de vibración se desacopla de la velocidad de giro y se aproxima a la frecuencia natural del sistema, comprometiendo la integridad del rotor. En este contexto, la presente tesis desarrolla un modelo conservativo bifásico que describe el comportamiento de la película lubricante considerando el fenómeno de cavitación. Asimismo, se presentan los métodos numéricos empleados para el tratamiento acoplado de la mecánica de fluidos y la dinámica de rotores, junto con el desarrollo de un código propio de simulación de cojinetes cavitados que incorpora superficies texturadas, efectos térmicos y su interacción con inestabilidades vinculadas a la elasticidad del rotor. Las herramientas utilizadas incluyen la suite de Mecánica Computacional del Continuo OpenFOAM y el software SAMCEF Field, complementando a los desarrollos propios mencionados. Los resultados obtenidos se validan mediante comparación con mediciones experimentales realizadas en el banco de cojinetes de la UNPSJB y con datos reportados en la literatura de referencia.


Palavecino, Jorge

24/08/2026

Tesis doctoral

Comentarios