SimulaciónPlaca-Orificio_YarleyBuelvas_LindaDíaz_HumbertoDoria_FernandoSolar_StivenPeralta

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FLUJO EXTERNO - AERODINÁMICA 
“SIMULACIÓN PLACA - ORIFICO” 
 
 
YARLEY ANDREA BUELVAS ARRIETA 
LINDA LORENA DÍAZ REYES 
HUMBERTO JAIME DORIA DORIA 
FERNANDO MIGUEL SOLAR DORIA 
STIVEN ANDRES PERALTA JORGE 
 
 
RAFAEL DAVID GÓMEZ VÁSQUEZ 
(INGENIERO MECÁNICO) 
 
 
 
 
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA 
 
MONTERÍA – CÓRDOBA 
 
2022 
 
 
INTRODUCCIÓN 
El 65% de nuestro cuerpo está compuesto por agua, y estamos inmersos en una nube de aire 
que se extiende 17 kilómetros por encima de nuestras cabezas; además de esto dos terceras 
partes de la tierra están cubiertas por agua, dicho esto, los fluidos se encuentran en la mayor 
parte de la naturaleza. Por otro lado, los movimientos atmosféricos en la formación de 
huracanes, las predicciones meteorológicas que en su mayoría se utilizan ecuaciones de la 
mecánica de fluidos y la hemodinámica en nuestro cuerpo. 
El presente trabajo tiene como objetivo simular o intentar modelar el comportamiento real de 
un fluido a través de una placa – orificio en el software de simulación ANSYS®, el cuál nos 
permite predecir como será la conducta de un producto bajo un entorno real. 
El fluido tomado como objetivo de estudio será el agua líquida, y mediante variaciones de 
velocidad pretendemos obtener una gráfica que nos permita conocer la caída de presión de 
este. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
METODOLOGÍA 
En el software de ANSYS fluent se realizó la simulación de una placa - orificio tomando 
las medidas de (González Izard, 2014) mostradas en la Figura 6.87, pág. 139. 
 
Figura 6.87. Boceto placa 
Una vez tenida las medidas correspondientes en el software ANSYS® se realizó la geometría 
de la placa. Una vez obtenida la placa rectangular, sobre una de las caras se crea un segundo 
boceto Figura 1. Tan solo se necesitan dos cotas para definir el dibujo, manteniendo 
constante el valor de d=30mm y pudiendo cambiar el valor de r en cualquier momento 
 
Figura 1. Boceto con medidas en ANSYS® 
Cabe resaltar que la simulación se realiza por simetría, y en la Tabla 1. se muestran las 
medidas y dimensiones correspondientes a nuestro boceto. 
 
 
 
Tabla 1. Dimensiones Placa – Orificio 
 
Continuando con la simulación se procede a realizar el mallado a la placa – orificio. 
Tomamos en cuenta algunos de los puntos críticos de la malla y discretizamos; esto con el 
fin de intentar que el comportamiento del fluido se asemeje a la realidad. 
 
Figura 2. Mallado placa -orificio 
En los extremos de la placa, es decir, en la entrada y la salida utilizamos 18 divisiones con 
un factor de 6, para la pared y el eje que se encuentra en la parte inferior (eje de simetría) el 
tamaño de elementos es de 3 mm. 
Lugo de realizarse cada uno de los ajustes del mallado, se procede a configurar el software 
para que pueda generar una solución. 
 
Figura 3. Discretización de la malla 
 
 
Para el calculo se utilizaron 300 iteraciones cada 5 intervalos, esto lo hicimos para cada una 
de las 16 velocidades requeridas en el ejercicio, después de realizarse el cálculo el software 
arroja una gráfica concerniente a las iteraciones realizadas. 
Por último, llegamos a la solución del problema el cual nos muestra, la velocidad y presión 
del fluido en la placa-orificio, esta solución se realizó para cada una de las 16 velocidades 
mostrada en la Tabla 2. 
 
Figura 4. Comportamiento del fluido en función de la velocidad 
 
Figura 5. Comportamiento del fluido en función de la presión 
 
 
 
En una hoja de cálculo del software de Excel se tabularon los datos correspondientes a la 
velocidad en función de la caída de presión mostrados a continuación en la Tabla 2. 
Tabla 2. Velocidad vs Caída de presión 
 
Velocidad (m/s) Caída de Presión (Pa) Caída de presión (kPa) 
0,5 1,387e^+03 1,387 
1 5,470e^+03 5,470 
1,5 1,219e^+04 12,119 
2 2,160e^+04 21,600 
2,5 3,347e^+04 33,470 
3 4,775e^+04 47,750 
3,5 6,481e^+04 64,810 
4 8,588e^+04 85,880 
4,5 1,070e^+05 107,000 
5 1,345e^+05 134,500 
5,5 1,634e^+05 163,400 
6 1,906e^+05 190,600 
6,5 2,247e^+05 224,700 
7 2,624e^+05 262,400 
7,5 3,050e^+05 305,000 
8 3,47e^+05 347,000 
 
Finalmente, en la Software Excel se gráfico el comportamiento de la caída de presión en el 
intervalo de velocidades solicitados para el ejercicio. Gráfica 1 
 
 
 
 
ENLACE PARA LOS ARCHIVOS DEL TRABAJO 
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REFERENCIAS 
González Izard, R. (2014). Cálculo de factores teóricos de concentración de tensiones 
mediante métodos de elementos finitos. 139. 
https://uvadoc.uva.es/bitstream/handle/10324/13104/TFG-I-
163.pdf;jsessionid=05349129640030347A65442E973BD808?sequence=1