Respuesta en frecuencia de acumuladores antipogo

Abstract

Los estados no estacionarios de flujo en cañerías pueden interactuar con la dinámica estructural de las mismas y producir vibraciones del sistema pudiendo llegar al nivel de daño en algunos de los componentes. Uno de los mecanismos que se practican para evitar esto, es la conexión de un acumulador que contiene un volumen de gas y admite el ingreso de líquido desde la cañería principal. De esa manera, este elemento actúa como un amortiguador evitando las vibraciones de piping causadas por la aceleración del caudal. Esta solución es adoptada en la mitigación del fenómeno de pogo, ocurrente durante el cambio de régimen de motores de lanzadores espaciales. El diseño de esta clase de sistemas requiere la evaluación de la función de transferencia de estos acumuladores, la cual es de segundo orden, de tipo estable y depende de las características geométricas y de precarga del gas utilizado. El Centro Tecnológico Aeroespacial, UNLP presenta a partir de este trabajo, la evaluación experimental del comportamiento en frecuencia de estos acumuladores. A partir de la obtención del pico resonante se evalúa el comportamiento del dispositivo ante diferentes seteos de presurización de acumulador y presión de trabajo de la línea. Los resultados de estos experimentos sugieren criterios para modelizar el sistema experimentado con el sistema masa-resorte-amortiguador.

Unsteady flows in piping can interact with structural dynamics and sometimes they are able to oscillate until damage levels. Accumulators are used to avoid the phenomena. This devices contain a volume of gas that permits the movement of fluid between the general pipes and those devices. On rocket propulsion systems this method is aplied to mitigate the pogo´s phenomena. At designing time, the transfer function asigned to this device is necessary to be analyzed. Since this is a second order dynamic system, characteristic parameters are defined by the pressure levels in the accumulator and in the general pipe. Frequency behaviors on accumulators are presented in this paper by the Aerospace Technology Center, UNLP. After the selection of different pressure levels the resonance is detected by experimental testing. After that, in order to study damping parameters, the step response is studied. According to those results some design criteria are presented.