Diseño, Estudio y Comparación de un Nuevo Ventilador Axial Usando la Espiral de Fibonacci y un Ventilador Axial Clásico

Este estudio tiene como objetivo comparar dos ventiladores axiales de pequeño tamaño: uno es el ventilador axial clásico (denominado "Modelo A") y el otro es un diseño innovador que utiliza el patrón natural de la espiral de Fibonacci (denominado "Modelo B"), que se encuentra en fenómenos naturales como huracanes, conchas de nautilus, galaxias y más. El proceso de comparación se lleva a cabo usando la herramienta de Simulación de Flujo de Solidworks, generando gráficos de par, flujo, velocidad, nivel de ruido y presión a través de simulaciones paramétricas. El estudio surge de la creciente necesidad de refrigeración eficiente, silenciosa y de bajo consumo energético para disipar el calor generado por componentes electrónicos. La metodología sigue una secuencia lógica y propietaria, desglosada en tres fases de diseño. En la Fase 1, se desarrollan modelos siguiendo la restricción de la espiral de Fibonacci y se simulan a 2000 RPM para maximizar el flujo de fluido. La Fase 2 se centra en optimizar la velocidad y el flujo variando el ángulo de ataque, el número de aspas y su longitud. Finalmente, la Fase 3 presenta el modelo final, con dimensiones similares al diseño clásico, pero con aspas estratificadas y curvadas, y un grosor de 0.5 mm para mejorar el flujo. Los resultados más notables revelan que el nuevo diseño exhibe bajos niveles de par, flujo y ruido. Por ejemplo, a velocidades superiores a 3500 RPM, el Modelo B muestra una reducción promedio de ruido del 3.4%. Bajo las mismas condiciones de consumo de par, el Modelo B rota a 6000 RPM y el Modelo A rota a 3300 RPM; bajo estas condiciones, se pueden lograr aumentos de flujo de hasta el 28.81%. Bajo las mismas condiciones de presión total, el aumento de flujo máximo puede alcanzar el 41%.