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Caracterización experimental del oleaje en tanques
Romero Navarrete José Antonio, Ramírez Cano Oswualdo, Fortanell Romero Jesús Mateo, Hildebrand Robert, Martínez Madrid Miguel,
Publicaci������n t������cnica No.219


Resumen


Se presenta una aproximación experimental al estudio del oleaje en tanques, la cual tuvo por objeto determinar como una función de la forma del tanque, tanto las frecuencias de oscilación libre de los líquidos contenidos como las fuerzas de oleaje desarrolladas. Complementariamente a este enfoque experimental se propone una aproximación teórica para determinación de las frecuencias naturales de oscilación, cuyos resultados correlacionaron satisfactoriamente con los resultados experimentales. La instalación experimental consistió en un excitador electroneumático armónico, que trabajando en posición horizontal impulsó un soporte móvil del tanque ensayado. El soporte se desplazó sobre tres rodamientos a lo largo de guías de aluminio. Aparte de transductores para la verificación de la frecuencia de excitación, la instrumentación consistió de un transductor de fuerza, instalado en serie entre el excitador y el soporte móvil del tanque. El procedimiento de prueba fue medir las fuerzas residuales, posteriores a un estado de excitación permanente. El diseño experimental fue multifactorial, incluyendo tres formas de secciones transversales para los tanques (cilíndrico, elíptico y genérico (triangular redondeado)), siete niveles de llenado y diversas frecuencias de excitación. Los resultados mostraron una alta repetibilidad respecto a las frecuencias naturales de la oscilación del fluido, con desviaciones estándar relativas menores al 2%. El recipiente que mayor sensibilidad mostró al nivel de llenado fue el denominado genérico, el cual también exhibió frecuencias de oscilación ligeramente más grandes, con una máxima frecuencia de 20% mayor a la máxima del tanque elíptico. El que generó mayor fuerza en promedio fue el elíptico, seguido del genérico y el cilíndrico. La fuerza promedio de oleaje en el recipiente elíptico fue un 23% mayor que la del recipiente cilíndrico, y un 10% mayor que la del genérico. A altos niveles de llenado (98%), el recipiente elíptico presentó las menores fuerzas, seguido del genérico y del cilíndrico.


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