Análisis mediante fluidodinámica computacional de un prototipo de aspersor de agua para un cultivo de papas en la parroquia de Tanicuchi
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Date
2023-09
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
In the Tanicuchi parish, farmers seek an irrigation system that is efficient for potato
cultivation since the soil is sandy and requires large amounts of water to be distributed
during the day. For this reason, it is necessary to implement a sprinkler prototype,
which improves productivity and is efficient, the research aims to analyze a prototype
water sprinkler for a potato crop using computational fluid dynamics.
An experimental methodology was used for the simulation process with the CFD tool
to analyze the shape and behavior of the fluid, once the data was determined, the areas
that can be redesigned in the device were identified to improve its performance and
scope, the geometries were remodeled and multiple simulations were carried out to
obtain a model with better performance, after that the data from all the models were
taken and the results were compared.
In addition, as a result, it was found that the internal behavior of the fluid depends on
the spike and its interior, the optimal speed for a modified micro-sprinkler is 2.32 [m/s]
and a range of 3.5 [m] at the outlet of the jet and reaching the soil surface, which results
in good misting for potatoes throughout the germination and growth process. Finally,
in this investigation it was concluded that the microsprinkler depends on the initial
parameters and the type of resin used in 3D printing.
Description
En la parroquia Tanicuchi los agricultores buscan un sistema de riego que sea eficiente
para el cultivo de papa ya que el suelo es de tipo arenoso y se requiere de grandes
cantidades de agua que se distribuyan durante el día. Por tal motivo es necesario la
implementación de un prototipo de aspersor, que mejoren la productividad y sea
eficiente, la investigación tiene como objetivo analizar mediante fluidodinámica
computacional un prototipo de aspersor de agua para un cultivo de papas.
Se utilizó una metodología experimental para el proceso de simulación con la
herramienta CFD para analizar la forma y comportamiento del fluido, una vez
determinado los datos se identificó las áreas que se pueden rediseñar en el dispositivo
para mejorar su rendimiento y alcance, se remodelo las geometrías y se realizó
múltiples simulaciones para obtener un modelo con mejor rendimiento, luego de eso
se tomaron los datos de todos los modelos y se realizó la comparación de los
resultados.
Además, como resultado se encontró que el comportamiento interno del fluido
depende de la espiga y su interior, la velocidad óptima para un microaspersor
modificado es de 2,32 [m/s] y un rango de 3,5 [m] en la salida del chorro y que llega
a la superficie del suelo, lo que resulta en una buena nebulización para las papas
durante todo el proceso de germinación y crecimiento. Finalmente, en esta
investigación se concluyó que el microaspersor depende de los parámetros iniciales y
el tipo de resina utilizada en la impresión 3D.
Keywords
MICROASPERSOR, FLUIDODINÁMICA COMPUTACIONAL, CULTIVO DE PAPA, SIMULACIÓN DE SOFTWARE, IMPRESIÓN 3D