Estudio y diseño de los rompeolas para el depósito del monoplaza UPM13C

Peláez Díaz-Laviada, Ana (2017). Estudio y diseño de los rompeolas para el depósito del monoplaza UPM13C. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Estudio y diseño de los rompeolas para el depósito del monoplaza UPM13C
Autor/es:
  • Peláez Díaz-Laviada, Ana
Director/es:
  • Alcalá Fazio, Enrique
  • Martín López, Ángel Luis
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Grado: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Fecha: Febrero 2017
Materias:
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Ingeniería Mecánica
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

El objetivo de este trabajo es el estudio y diseño de los rompeolas del depósito del coche UPM13C. En cualquier vehículo, pero especialmente en los de carreras, el paso por curva conlleva aceleraciones que se trasladan a los componentes del vehículo, lo que se traduce en el movimiento de los fluidos dentro de los tanques que los contienen. En el caso del depósito de gasolina de los coches de carreras, estas aceleraciones son especialmente importantes ya que no conviene sobredimensionar el depósito por temas de peso, pero se pueden ocasionar problemas por la falta de cebado en la conexión con la bomba de gasolina lo que provocaría el fallo de ésta. Para amortiguar este movimiento y para evitar que la bomba de gasolina aspire aire, se utilizan unas paredes internas llamadas rompeolas. Para entender mejor la importancia de los rompeolas, se deben aclarar algunos procesos. El funcionamiento de un motor de combustión interna de encendido provocado, no se tratará aquí, pero sí se desea dejar claro la forma en la que llega la gasolina al motor. En un coche de combustión, como el que se utiliza en este proyecto, el depósito está conectado al motor mediante una “manguera” por la que circula la gasolina. Dado que la gasolina tiene que llegar con cierta presión, y porque el depósito está situado por debajo de la cota del motor, se usa una bomba de gasolina que proporcionará la energía necesaria para que el combustible llegue a los inyectores de gasolina. Esta bomba se activa con la batería del coche y no debe actuar en ningún momento en vacío ya que esto podría provocar su rotura. Es por ello que, cuando queda poca gasolina en el depósito, es esencial la existencia de rompeolas que eviten que la zona de salida del depósito quede sin gasolina y, como consecuencia, que la bomba aspire aire. En este proyecto se van a estudiar diferentes configuraciones de rompeolas para un depósito determinado. Se trata del depósito del monoplaza UPM13C de la competición Formula SAE construido por el equipo UPM Racing de la Escuela de Ingenieros Industriales de la Politécnica de Madrid. Además del comportamiento de la gasolina, en el diseño de los rompeolas, también se tendrá en cuenta la facilidad de fabricación, montaje y peso de éstos. Esto implica que serán geometrías simples y fácilmente soldables a las paredes. El estudio se realizará, por tanto, en las peores condiciones, es decir, con las aceleraciones máximas y con el volumen mínimo de reserva que se desea. Se van a realizar distintos ensayos para ver el efecto de los distintos rompeolas. Se realizarán ensayos en estático y en dinámico. Para ello se utilizará el programa llamado OpenFOAM, un programa que sirve para simular comportamientos de fluidos. Con este programa se podrá representar el comportamiento de la gasolina dentro del depósito, lo que permitirá probar distintos rompeolas y analizar los resultados llegando a una solución óptima. Los datos utilizados en este proyecto son los obtenidos por el monoplaza fabricado por el equipo UPM Racing el año 2014, el UPM12C, en la competición de Barcelona el verano de 2015. Las simulaciones se realizarán en orden y se irán mejorando los rompeolas para que superen cada ensayo, de manera que la complejidad de los rompeolas aumenta según se van realizando los ensayos estáticos. De esta forma se llega a la configuración que obtenga buenos resultados frente a los ensayos estáticos. Con esta configuración se realiza el ensayo dinámico, que implica someter al depósito a una vuelta del circuito, con el objetivo de comprobar que la salida de gasolina está siempre cebada. Por lo tanto, los resultados de este trabajo permitirán mejorar el diseño y el rendimiento del depósito del monoplaza UPM13C.

Más información

ID de Registro: 46334
Identificador DC: http://oa.upm.es/46334/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:46334
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 31 May 2017 07:00
Ultima Modificación: 31 May 2017 07:00
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