FUERZA DE ARRASTRE Y SUSTENTACIÓN


UNIVERSIDAD DE ANTOFAGASTA
DPTO. ING. MECANICA
FACULTAD DE INGENIERIA





Fuerza de arrastre y Sustentación





Integrantes:


Asignatura: M. Fluidos II
Introducción.

Un cuerpo en movimiento inmerso en unfluido experimenta fuerzas ocasionadas por la acción del fluido. El efecto total de estas fuerzas es muy complejo. Sin embargo, para propósitos de diseño o estudio del comportamiento del cuerpo en un fluido, son dos las fuerzas resultantes de mayor importancia: El arrastre y la sustentación. Las fuerzas de arrastre y sustentación son iguales, sin que importe si es el cuerpo el que se mueve en elfluido o el fluido es el que se mueve alrededor del cuerpo.































Objetivos.

Obtener las fuerzas de arrastre y sustentación sobre el perfil de ala para diferentes ángulos de ataque y velocidades de flujo libre.
Construcción de gráficas para cada coeficiente de arrastre y sustentación variando el ángulo de ataque (0 y 10 grados en nuestrocaso ) y las velocidades de flujo libre
Construcción de una gráfica de coeficientes de arrastre y sustentación manteniendo constante la velocidad del flujo libre y variando el ángulo de ataque.
Comparar estas graficas con la teoría.

Equipos e instrumentos.
Túnel de viento, con medidor de sustentación y arrastre







Alerón con flap



Flujometro.








Marco teórico.Sustentación y arrastre sobre un alerón

La sustentación es la fuerza que actúa sobre un cuerpo en dirección perpendicular a la del flujo del fluido. En la figura 1, se ilustra la manera en que un alerón produce la sustentación cuando está en una corriente de aire. A medida que el aire fluye alrededor del alerón, alcanza una velocidad elevada en la superficie superior, con la disminuciónconsiguiente de la presión. Incrementándose al mismo tiempo la presión sobre la superficie inferior. Siendo el resultado una fuerza dirigida hacia arriba llamada sustentación. Esta fuerza se expresa como función del coeficiente de sustentación

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Figura 1. Distribución de la presión en un alerón




La velocidad es la velocidad de la corriente libre del fluido con respecto alalerón. Se define el área A como el producto de la extensión del alerón por la longitud de la sección del alerón, denominada cuerda, en la figura 2, la extensión es b y la longitud de la cuerda es c.
Figura 2. Longitudes de la extensión y cuerda de un alerón.

El valor del coeficiente de sustentación depende de la forma del alerón y del ángulo de ataque. En la figura 3 se muestra que el ángulo deataque es el ángulo que forma la línea de la cuerda del alerón con la dirección de la velocidad del fluido. Otros factores que afecta la sustentación son el número de Reynolds, la rugosidad de la superficie, la turbulencia de la corriente de aire, la relación de la velocidad de la corriente de fluido a la velocidad del sonido y la relación de aspecto. La relación de aspecto es el nombre que se da ala relación de la extensión b del ala a la longitud de la cuerda c.






Figura 3. Arrastre inducido

El arrastre total sobre un alerón tiene tres componentes. Los dos primeros son el arrastre por fricción y el arrastre por presión. El tercero se denomina arrastre inducido, que es función de la sustentación que produce el alerón. Con un ángulo de ataque en particular, la fuerza netaresultante sobre el alerón actúa de manera perpendicular a la línea de la cuerda de la sección, como se ve en la figura 3. al resolver esta fuerza en sus componentes vertical y horizontal se produce de sustentación y el arrastre inducido .
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El coeficiente de arrastre inducido, se relaciona con el coeficiente de arrastre por medio de:

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Siendo la fuerza de arrastre para el...