Optimización acústica de silenciadores reactivos de motores estacionarios monocilíndricos, mediante ingeniería asistida computacional

Abstract

El presente proyecto analiza el comportamiento de dos geometrías de silenciadores reactivos aplicados a motores monocilíndricos estacionarios. El prototipo 1 basa su geometría interna en la configuración de ductos y galerías, es decir es la configuración tradicional; por otra parte, se tiene el prototipo 2 el cual posee una geometría interna basada en la configuración del fabricante de silenciadores Flow Master; por lo tanto, la configuración es poco habitual; posee una sección triangular que refleja las ondas sonoras de tal forma que se cancelen. Para el análisis CFD se emplea el software Ansys con su entorno Fluent; las geometrías se han diseñado previamente en el software Inventor; y se han exportado hacia el software CAE. Gran parte de la simulación depende del mallado, por lo tanto, se emplean métricas que permiten determinar la calidad del mallado. En la sección de preprocesamiento definen las condiciones de frontera, estos son datos iniciales, los cuales se obtienen a partir de mediciones realizadas en el motor de combustión. A continuación, está la etapa de post procesamiento en la cual se obtiene los perfiles de velocidad, presión y temperatura. Una vez que se obtienen los datos de la simulación se analizan los puntos donde existen los valores máximos y mínimos de presión temperatura y velocidad; con la finalidad de conocer el desempeño del fluido al interior del silenciador. A continuación, se procede con la fabricación de los prototipos; una vez terminados se ensamblan en el motor y se realizan las pruebas para determinar los niveles de reducción de ruido. El procedimiento para estimar estos valores se lo realiza mediante la norma ISO 11820. Finalmente se evalúan las características principales de cada silenciador las cuales son la capacidad para reducir el ruido y las pérdidas de presión que se generan.