Comportament dinamic de maquines hidrauliques en circuits

Résumé

El funcionamiento de una máquina hidráulica provoca perturbaciones de distintos orígenes que actúan sobre el fluido y la estructura. Cuando una perturbación de origen hidráulico se amplifica, puede dar fluctuaciones de presión muy importantes que pongan en peligro la instalación; se dice entonces que ha tenido lugar una condición de resonancia hidráulica. El principal objetivo de esta tesis es conocer de forma teórica la respuesta de circuitos reales complejos con diferentes condiciones de funcionamiento cuando éstos se encuentran bajo la acción de una excitación cualquiera, y contrastar esta respuesta con pruebas experimentales en instalaciones reales. En primer lugar, se ha realizado un estudio teórico de cuáles son las excitaciones hidráulicas más importantes que se pueden generar en un circuito, y de cómo se puede evaluar el flujo de energía que éstas emiten hacia el circuito a partir de los métodos de intensimetría acústica. Seguidamente, se ha hecho una descripción de los distintos métodos existentes para el estudio del flujo oscilatorio y se ha escogido el Método de la Matriz de Transferencia y el Método de la Impedancia implementándolos en una simulación teórica. El programa de simulación se ha implementado en entorno MATLAB. Permite calcular frecuencias propias hidráulicas, modos de vibración y amplitudes relativas de distintos puntos del sistema en función de la excitación para distintas condiciones de funcionamiento. Se han seleccionado tres tipos de instalaciones para realizar la contrastación experimental del programa de simulación: una instalación real de turbinaje, una instalación real de turbinaje-bombeo y una instalación de bombeo en laboratorio. Para cada una de estas instalaciones se han hecho medidas tanto de vibración (mediante acelerómetros) como de fluctuación de presión (mediante transductores de presión), y se ha establecido un método experimental p