Instrumentación y simulación de un túnel de viento de baja velocidad para estudios de eficiencia de captación de agua de niebla mediante mallas

Abstract

A lo largo de este Trabajo de Fin de Grado se desarrolla el proceso a seguir de cara a la selección del instrumental necesario para un túnel de viento de ciclo abierto con cámara de ensayos cerrada. El túnel está orientado a estudios de optimización de captación de agua de niebla mediante mallas, siendo el objetivo principal su implantación y puesta en funcionamiento en el Instituto Canario de Investigaciones Agrarias (ICIA), organismo que lleva a cabo actividades de investigación, desarrollo y transferencia de conocimientos y tecnologías en este ámbito. Posteriormente al proceso de selección del instrumental, se implementan estudios 2D y 3D del desarrollo del flujo a lo largo de una versión del túnel de viento modificada (necesaria para asegurar una correcta humidificación de la cámara de ensayos de cara a los experimentos posteriores) variando las condiciones de operación permisibles. De este modo, se incluyen estudios de velocidades, presiones, turbulencias, fenómenos físicos y aerodinámicos que intervienen directamente en el proceso de recolección de las gotículas de agua de niebla. Los resultados obtenidos en los análisis computerizados ejecutados mediante SolidWorks (software CAD/CAM/CAE que contiene un módulo CFD), han permitido comprobar que las condiciones de contorno previamente planteadas del túnel de viento se cumplen. Por otra parte, han ayudado a validar ciertas modificaciones estructurales no convencionales, necesarias para la correcta operación de este túnel de viento, así como comprobar que las condiciones de desarrollo del flujo a lo largo de la estructura son satisfactorias, en todas las situaciones concebidas.

Throughout this Final Degree Project, the process to be followed to select the necessary instruments for an open cycle wind tunnel with a closed test chamber (NPL) is developed, oriented to mist water capture studies, being the main objective its implementation and start-up in the Instituto Canario de Investigaciones Agrarias (ICIA), whose objective is to carry out research, development (R&D) and transfer of knowledge and technologies in this field. After the instrument selection process, 2D and 3D studies of the flow development are implemented along a modified version of the wind tunnel (necessary to ensure correct humidification of the test chamber for subsequent tests), varying the permissible operating conditions. Thus, studies of speeds, pressures, turbulence, and physical and aerodynamic phenomena that directly intervene in the water collection process are included. The results obtained in the computerized analyzes, executed using SolidWorks, on the one hand, have helped to verify that the previously established boundary conditions of the wind tunnel are met. On the other hand, they have helped to carry out the validation of certain unconventional structural modifications, necessary for the correct operation of this wind tunnel, as well as to verify that the flow development conditions throughout the structure in all the conceived conditions are satisfactory.