En el diseño de una hélice se requiere tener un amplio criterio de todos los factores que pueden afectar a la embarcación, tanto los claros como dimensiones, tipo de servicio y tipo de hélice que se pretende utilizar. Para llevar a cabo un estudio CFD sus siglas "Computational Fluid Dynamics" se define después de haber llevado un proceso de selección de la hélice y de haber sido calculado adecuadamente.

Para lograrlo, es necesario tener la mayor información posible de la embarcación, tal y como muestra el siguiente cuestionario.

Enlace a cuestionario

El proceso CFD es una rama de mecánica de fluidos que utiliza procedimientos numéricos por computadora para resolver ecuaciones de flujos. La metodología de CFD se basa en subdividir el dominio de cálculo en elementos discretos formando una malla en la cual las ecuaciones diferenciales gobernantes son resueltas.

Partiendo de un software de modelado 3D, hacemos un sólido detallado para poder crear una simulación fluida:

En Fundiciones Rice, se resuelven casos donde las hélices han sufrido daños por mal cálculo, representación de velocidad, análisis de presión en las aspas, etc.

Los problemas de cavitación son muy comunes en las hélices marinas, el cual depende, en la mayoría de los casos, del uso, cuidado y la potencia. El buen manejo de la hélice conservará sus propiedades y rendimiento óptimo.

CASO 1

En el ejemplo antes mostrado se observa un problema de cavitación en la cara de espesores:

Semejante al análisis realizado en el software de fluidos, se muestra que el flujo de agua provocado por la hélice tomando en cuenta las revoluciones del motor. Así mismo representa un incremento de presión en las caras de la hélice.

En la cara de paso se observa un desgaste en las puntas, dando por criterio propio que las hélices tienen una falta de DAR* lo cual genera la cavitación.

^{*DAR Relación diámetro área de aspas, siglas en inglés Diameter Area Ratio.}

CASO 2

En la siguiente representación, se tomó en consideración un casco y la hélice en uso, y el por qué descendía la velocidad deseada:

Las presiones ejercidas sobre las aspas son producto de grandes cambios en sus magnitudes dentro de un área pequeña, tanto en la cara anterior como posterior lo que advierte de un desgaste potencial de la hélice por efectos de cavitación durante el inicio de la propulsión. Se observan algunos cambios en las velocidades del agua sobre la hélice de forma más notoria que en la simulación anterior, concluyendo así que la hélice actual ya había cumplido su vida útil y era necesaria una reparación o en su defecto una hélice nueva.

La imagen de la izquierda es la hélice actual, la cual refleja cavitación por el uso y pérdida de DAR. En la imagen de la derecha es la hélice diseñada por RICE, sin ninguna anomalía en sus caras al contacto con el agua.

En el siguiente enlace se muestra un ejemplo en vídeo de una simulación CFD:

VIDEO CFD

En Fundiciones Rice nos comprometemos a entregar proyectos completos y funcionales, los cuales les traerán beneficios a corto y largo plazo, siempre con la calidad que nos representa, en atención, calidad-precio y resolución de problemas.