Diseño y validación mediante dinámica de fluidos computacional de un ventilador axial con geometría de aspa toroidal para aplicación en refrigeración de computadores personales

Abstract

Los ventiladores son un tipo de turbomáquina especializada en el movimiento de grandes cantidades de aire, y, en el ámbito de los computadores, ya sea en ordenadores de escritorio, laptops o servidores, los ventiladores realizan una labor esencial para la refrigeración de todos los componentes. En vista de esto, se planteó estudiar el impacto que puede producir en el ruido generado por las aspas de un ventilador axial, el implementar una geometría toroidal en el diseño de estas. Para realizar esto se utilizaron software como XLFR5 para el estudio de flujo potencial, buscando determinar el mejor perfil aerodinámico para utilizar, junto con Autodesk Inventor para realizar los distintos diseños de aspas y Ansys Fluent para realizar la simulación de flujo viscoso y utilizar su modelo acústico, basado en el modelo de Ffowcs-Williams y Hawkings, para determinar el ruido emitido por las seis aspas estudiadas. De esto se obtuvo que al implementar la geometría toroidal en aspas de un ventilador axial de 120 milímetros, se puede reducir el valor general de Sound Pressure Level con ponderación tipo A (OASPLA) promedio emitido entre un 2.6 y un 6.15% (siendo menor la reducción mientras más cerca de la punta del aspa se esté).