Aerodinámica
Páginas: 16 (3801 palabras)
Publicado: 2 de noviembre de 2013
INTRODUCCIÓN
Actualmente los elementos aerodinámicos en las carreras automovilísticas juegan un papel tan o más importante que otros elementos que en los inicios de estas competiciones se consideraban más importantes como el motor, las ruedas o las suspensiones. Los elementos encargados de crear una fuerza de sustentación negativa, llamada carga aerodinámica, en el coche son los alerones ylos spoilers. Estos elementos son los únicos que crean una carga aerodinámica al vehículo, pero el efecto de éstos en la resistencia no llega al
50% de la resistencia total del vehículo. El resto de la resistencia total es provocado por las pérdidas que se producen en el interior del vehículo y sobretodo por las ruedas, capaces de llegar a producir el 40% de la resistencia total del vehículo.Puesto que son los únicos que crean carga aerodinámica y pueden llegar a producir la mitad de la resistencia total son elementos que hay que tener en cuenta y intentar optimizarlos.
La palabra aerodinámica proviene del griego: aerios, relativo al aire y dynamis, que significa fuerza. Por lo tanto es el estudio de las fuerzas de los cuerpos que pasan a través del aire. Su definición según eldiccionario de la R.A.E: Parte de la mecánica que estudia el movimiento de los gases y los movimientos relativos de gases y sólidos.
Algunos links de videos relacionados a la aerodinámica:
http://m.youtube.com/watch?gl=US&hl=es&client=mv-google&v=Bi5RIp_t9zQ
http://m.youtube.com/watch?gl=US&hl=es&client=mv-google&v=tv9CvmXk9pwhttp://m.youtube.com/watch?gl=US&hl=es&client=mv-google&v=3jJY0JfofJI
http://m.youtube.com/watch?gl=US&hl=es&client=mv-google&v=dhxjhemby1M
http://m.youtube.com/watch?gl=US&hl=es&client=mv-google&v=QF0kAZxL0l4
Fundamentos de aerodinámica
Fuerzas aerodinámicas
Cualquier elemento que se mueve a través del aire sufre una fuerza llamada aerodinámica.
Figura
Descomposición de la fuerza aerodinámica
En la figurapodemos ver un perfil de un ala de avión con la anteriormente citada fuerza aerodinámica. Ésta se descompone en dos componentes: la sustentación y la resistencia aerodinámica, la primera perpendicular al viento relativo y la segunda paralela a éste. En el caso de un alerón de automóvil lo único que cambia es que la sustentación es negativa y se llama carga aerodinámica.
Figura
Fuerzaaerodinámica en un alerón
Para poder explicar porque se crea está fuerza aerodinámica tenemos que recurrir a tres principios físicos: el teorema de Bernoulli, la ecuación de continuidad y el efecto Venturi que deriva de los dos primeros.
El teorema de Bernoulli enunciado por el físico suizo Daniel Bernoulli en el siglo XVIII, demostraba que en un fluido ideal (sin viscosidad), la energía totalpermanece constante a lo largo de una línea de flujo. Como consecuencia el aumento de velocidad del flujo corresponderá a una disminución de la presión.
Como el aire es un fluido ideal e incompresible a velocidades menores a 0.3M, podemos considerar este teorema válido para el aire a velocidades menores a la citada.
Donde v es la velocidad (m/s), P la presión(Pa), g la aceleración de la gravedad (9.8 m/s2), la densidad (kg/m3) y z la altura (m).
De todos estos parámetros los únicos que no son constantes en una línea de flujo con las condiciones de fluido no viscoso e incompresible, son la velocidad y la presión. La fórmula citada anteriormente puede quedar simplificada a:
Presion dinamica + Presion estatica = constante
Como hemos dichoanteriormente si la velocidad sube la presión baja y viceversa.
La ecuación de continuidad nos describe del comportamiento de un flujo dentro de un conducto. Si dentro de éste no hay ninguna fuente ni sumidero el flujo de masa entrante al conducto será igual al saliente. Sabiendo la fórmula del flujo de masa, podemos ver que para un fluido incompresible, como el aire a velocidades menores a 0.3M,...
Actualmente los elementos aerodinámicos en las carreras automovilísticas juegan un papel tan o más importante que otros elementos que en los inicios de estas competiciones se consideraban más importantes como el motor, las ruedas o las suspensiones. Los elementos encargados de crear una fuerza de sustentación negativa, llamada carga aerodinámica, en el coche son los alerones ylos spoilers. Estos elementos son los únicos que crean una carga aerodinámica al vehículo, pero el efecto de éstos en la resistencia no llega al
50% de la resistencia total del vehículo. El resto de la resistencia total es provocado por las pérdidas que se producen en el interior del vehículo y sobretodo por las ruedas, capaces de llegar a producir el 40% de la resistencia total del vehículo.Puesto que son los únicos que crean carga aerodinámica y pueden llegar a producir la mitad de la resistencia total son elementos que hay que tener en cuenta y intentar optimizarlos.
La palabra aerodinámica proviene del griego: aerios, relativo al aire y dynamis, que significa fuerza. Por lo tanto es el estudio de las fuerzas de los cuerpos que pasan a través del aire. Su definición según eldiccionario de la R.A.E: Parte de la mecánica que estudia el movimiento de los gases y los movimientos relativos de gases y sólidos.
Algunos links de videos relacionados a la aerodinámica:
http://m.youtube.com/watch?gl=US&hl=es&client=mv-google&v=Bi5RIp_t9zQ
http://m.youtube.com/watch?gl=US&hl=es&client=mv-google&v=tv9CvmXk9pwhttp://m.youtube.com/watch?gl=US&hl=es&client=mv-google&v=3jJY0JfofJI
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Fundamentos de aerodinámica
Fuerzas aerodinámicas
Cualquier elemento que se mueve a través del aire sufre una fuerza llamada aerodinámica.
Figura
Descomposición de la fuerza aerodinámica
En la figurapodemos ver un perfil de un ala de avión con la anteriormente citada fuerza aerodinámica. Ésta se descompone en dos componentes: la sustentación y la resistencia aerodinámica, la primera perpendicular al viento relativo y la segunda paralela a éste. En el caso de un alerón de automóvil lo único que cambia es que la sustentación es negativa y se llama carga aerodinámica.
Figura
Fuerzaaerodinámica en un alerón
Para poder explicar porque se crea está fuerza aerodinámica tenemos que recurrir a tres principios físicos: el teorema de Bernoulli, la ecuación de continuidad y el efecto Venturi que deriva de los dos primeros.
El teorema de Bernoulli enunciado por el físico suizo Daniel Bernoulli en el siglo XVIII, demostraba que en un fluido ideal (sin viscosidad), la energía totalpermanece constante a lo largo de una línea de flujo. Como consecuencia el aumento de velocidad del flujo corresponderá a una disminución de la presión.
Como el aire es un fluido ideal e incompresible a velocidades menores a 0.3M, podemos considerar este teorema válido para el aire a velocidades menores a la citada.
Donde v es la velocidad (m/s), P la presión(Pa), g la aceleración de la gravedad (9.8 m/s2), la densidad (kg/m3) y z la altura (m).
De todos estos parámetros los únicos que no son constantes en una línea de flujo con las condiciones de fluido no viscoso e incompresible, son la velocidad y la presión. La fórmula citada anteriormente puede quedar simplificada a:
Presion dinamica + Presion estatica = constante
Como hemos dichoanteriormente si la velocidad sube la presión baja y viceversa.
La ecuación de continuidad nos describe del comportamiento de un flujo dentro de un conducto. Si dentro de éste no hay ninguna fuente ni sumidero el flujo de masa entrante al conducto será igual al saliente. Sabiendo la fórmula del flujo de masa, podemos ver que para un fluido incompresible, como el aire a velocidades menores a 0.3M,...
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