Diseño teórico y simulación CFD de la geometría interna de boquillas para recubrimientos metálicos por rociado de plasmas

Abstract

En la actualidad las empresas de manufactura buscan competir desarrollando e invirtiendo en el área de diseño del producto, en donde se toman en cuenta innumerables parámetros como: la resistencia de los materiales, los esfuerzos mecánicos, las propiedades térmicas y eléctricas, la fatiga y en particular, el efecto de la corrosión y la abrasión que pueden ocasionar que los materiales se desgasten a tal grado que lleguen a fallar. Algunos estudios realizados han demostrado que los costos de corrosión son importantes en países situados junto al mar, como España, Gran Bretaña, Polonia y México entre otros. Es por esto que en la actualidad se realizan estudios e investigaciones para encontrar más alternativas tecnológicas como lo son los recubrimientos superficiales y así poder evitar los problemas de corrosión, abrasión, etc. De igual forma, con el propósito de cooperar en la solución de estos problemas tecnológicos y económicos, se desarrollo esta tesis, en la cual se propone la metodol9gía para optimizar y diseñar la geometría interna de una boquilla supersónica para realizar un recubrimiento superficial con la técnica de plasma spraying. Para cumplir con el objetivo, se realizó una exhaustiva investigación bibliográfica y de publicaciones especializadas, para desarrollar un modelo teórico y numérico, basado en la mecánica de fluidos, los fenómenos de transporte y teoría de flujo compresible. De la misma forma se diseñó el experimento para llevar acabo las simulaciones en el paquete de CFD, y poder optimizar la geometría propuesta. Se concluye, que la aportación más importante de esta tesis es la metodología que se obtuvo para la optimización de la geometría interna de la boquilla, ya que ésta se podría aplicar a las boquillas ya existentes en el mercado de los recubrimientos con plasma.