Practica 1

PRÁCTICA NÚMERO 1

MÉTODOS DE VISUALIZACIÓN DE FLUJO DE FLUIDOS

OBJETIVO:

Conocer las características de un método de visualización de flujo de fluido, para posteriormente poder determinar ¿qué tipo de flujo se analiza? y poder obtener información cualitativa y cuantitativa sobre los tipos de flujos que se estudian.

EQUIPO Y MATERIAL:

1. Túnel de humo.

2. Modelos de túnel de humo.

• Camioneta y sedan.

• Esfera.

• Pelota de golf.

• Cilindro.

• Perfil con α=0.

• Perfil con ángulo de ataque moderado.

• Perfil con gran Angulo de ataque.

• Placa rectangular convexa simulando un ala.

• Placa en delta simulando ala tipo delta (aviones supersonicos)

• Ducto con esquinas rectas.

• Ducto con esquinas redondeadas y panal de disminución de velocidad.

• Ducto con esquinas redondeadas con panal de reducción de velocidad y alineadores de flujo.

3. Parafina liquida.

CONSIDERACIONES TEORICAS:

La visualización de un flujo de fluido consiste en hacer posible la observación de la trayectoria que siguen las partículas fluidas cuando pasan por el contorno o la cercanía de un objeto.

Para seleccionar un método conveniente de visualización hay que tomar en cuenta lo siguiente.

a) Tipo de fluido que se trate (flujo de líquido o flujo de gas).

b) Grado de turbulencia del flujo.

c) Compresibilidad del flujo (cambios en la densidad).

d) Tiempo de observación.

e) Método de observación (visual o fotográfica).

f) Zona de observación del flujo (en la superficie del objeto, en el contorno, aguas arriba o aguas abajo etc.).

En esta práctica se utilizara el método de visualización de flujo de aire por medio de inyección de humo.

DESARROLLO:

1. VISUALIZACIÓN DE FLUJO DE AIRE POR MEDIO DE INYECCIÓN DE HUMO.

Utilizar el túnel de humo para visualizar el flujo de aire alrededor de diferentes modelos de analisis. Indicar en los dibujos lo que se observe, anotando comentarios referentes a las características particulares del flujo alrededor de cada modelo y el comportamiento de las líneas de corriente.

I. CAMIONATEA Y SEDAN

El fluido pasa alrededor del área base de los modelos de análisis en este caso tenemos una vagoneta y un sedán a escala. Cuando el fluido recorre la trayectoria superficial de la vagoneta, se observa una turbulencia al finalizar el recorrido del área de análisis de esta se crean vórtices, debido a que la aerodinámica de la vagoneta causa mucha resistencia al avance y ocasiona que el flujo se vea obligado a ser turbulento. En cambio la aerodinámica del sedán es mucho mejor ya que no causa grandes vórtices en comparación a la vagoneta, esto es debido a la inclinación de cofres y frentes del parabrisas que dejan fluir mejor el fluido que se analizaba (aire).

II. ESFERA

El fluido al llegar al área de análisis choca creando un pequeño vórtice de estancamiento en el punto de ataque donde la trayectoria es interrumpida. El fluido recorre parte del área de la esfera y se observa un desprendimiento del fluido alrededor del ecuador de nuestro objeto de análisis, este desprendimiento enseguida el fluido se vuelve turbulento justo pasando el ecuador de nuestra esfera, el cual genero vórtices aleatorios que buscaban un equilibro.

III. PELOTA DE GOLF

En la pelota de golf ocurría algo similar a la esfera, pero aquí la diferencia es que el relieve que tiene la pelota de golf, le da más estabilidad de flujo al aire. Este relieve al darle más estabilidad al flujo provoca que se generen menores vórtices.

IV. CILINDRO

En el cilindro se observó una vista 2D de lo que pasa en la esfera (el cilindro es un objeto de análisis de fluido considerado puro, por su geometría). Al igual que la esfera se generaron vórtices pasando la mitad horizontal de la geometría. Estos vórtices de igual forma buscaban un equilibrio y se alternaban por encima del objeto de análisis.

V. PERFIL CON ANGULO CERO

En el perfil se observa un flujo que fluye con mayor equilibrio, al observar el perfil aerodinámico, se puede ver un pequeño vórtice al terminar los recorridos de las partículas del fluido sobre el área de análisis; esto se debe a que el cambio de dirección que se genera en el borde de salida de un

...