Aerodinamica

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA

CAMPUS GUANAJUATO

INGENIERIA AERONÁUTICA

LABORATORIO DE AERODINÁMICA

Práctica 3: Coeficientes Adimensionales de un cuerpo fuselado.

Profesor: Ing. David Cisneros Muñoz

Grupo: 5AV1

Por:

Víctor Hugo Solís Tinoco

Juan Pedro Álvarez Trejo

Mauricio Cruz Santiago

Manuel Gonzales Silva

Objetivo

Con ayuda de la experimentación se obtendrán los coeficientes adimensionales, con lo cual se busca determinar la posición que nos de mejores resultados en nuestro cuerpo aerodinámico.

Marco teórico

Un túnel de viento o túnel aerodinámico es una herramienta de investigación desarrollada para ayudar en el estudio de los efectos del movimiento del aire alrededor de objetos sólidos. Con esta herramienta se simulan las condiciones que experimentará el objeto de la investigación en una situación real.

El aire es soplado o aspirado a través de un conducto equipado con rejillas estabilizadoras al comienzo para garantizar que el flujo se comporte de manera laminar o con obstáculos u otros objetos si se desea que se comporte de forma turbulenta. Los modelos se montan para su estudio en un equipo llamado balanza a la cual están adosados los sensores que brindan la información necesaria para calcular los coeficientes de sustentación y resistencia, necesarios para conocer si es factible o no emplear el modelo en la vida real. Además son empleados otros dispositivos para registrar la diferencia de presiones en la superficie del modelo en cuestión. Los resultados prácticos deben ser comparados con los resultados teóricos, teniendo fundamentalmente en cuenta el Número de Reynolds y el Número Mach que constituyen los criterios de validación en las pruebas con modelos a escala.

Coeficientes Adimensionales

Los coeficientes de Arrastre (CD) y de Levantamiento (CL) son adimensionales y dependen del tamaño, forma y velocidad del objeto en relación con las propiedades del fluido a través del número de Reynolds, el cual caracteriza al fluido alrededor del objeto.

Desarrollo

1. Anota las condiciones ambientales para determinar la densidad del aire.

Condiciones Ambientales

Presión(Pa) Temperatura (k) Densidad del Aire Kg/m^3

82,400 300.15 0.9580

2. Monta el modelo del cuerpo fuselado en la balanza. Ajústalo a un ángulo de ataque de cero grados.

IMAGEN 1. En la figura se aprecia el modelo de cuerpo fuselado que tiene un diámetro máximo de 5.5 cm. En la parte inferior se muestra el transportador con el que se ajustó los diferentes ángulos para realizar la práctica. Es importante mencionar la dirección que tiene el cuerpo fuselado ya que por otra parte, se recolectarán datos con el cuerpo en dirección contraria. En este caso el cuerpo tiene la extremidad redondeada en dirección al flujo.

3. Enciende el túnel de viento de succión al 75% de la potencia del motor, y realiza la lectura de la presión estática para así determinar la velocidad.

IMAGEN 2. En esta imagen se aprecia la presión estática alcanzada trabajando con una potencia del túnel del 75%. El valor de presión es de 4,16 mbar.

4. Reporta el número de Reynolds al que se efectúa la prueba. Para este caso la longitud de referencia es el diámetro máximo del cuerpo.

Angulo de Ataque Levantamiento (N) Resistencia al Avance (N)

0° 0.01 0.24

2° 0.03 0.25

4° 0.06 0.25

6° 0.10 0.26

8° 0.13 0.28

10° 0.18 0.28

12° 0.26 0.31

14° 0.29 0.31

16° 0.38 0.34

18° 0.44 0.38

20° 0.50 0.45

22° 0.61 0.50

5. Iniciando en 0°, realiza las lecturas de las fuerzas aerodinámicas mostradas en el sistema de adquisición de datos. Realiza las mediciones variando el ángulo de ataque 2° hasta 22°.

6. Monta el modelo de cuerpo fuselado orientando la cara en punta de manera que ahí impacte el flujo de aire.

IMAGEN 3. En el caso de ésta imagen, se muestra el mismo cuerpo fuselado dentro del túnel de viento para recolectar los datos, sin embargo ahora la extremidad afilada esta directamente en dirección al flujo.

Angulo de Ataque Levantamiento

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