Mecánica De Fluidos

FACULTAD DE INGENIERÍA
MECÁNICA DE FLUIDOS

COEFICIENTE DE ARRASTRE de figuras geométricas
SAN LUIS POTOSÍ S. L. P. A 23 DE MAYO DE 2012

Ingeniero Javier valero lozano

INTEGRANTES DE BRIGADA

* ALBA EDITH GONZÁLEZ URIBE
* GUADALUPE SANDOVAL CEDIllo
* Sanchez Ortiz maria jose

OBJETIVO

Un cuerpo en movimiento sumergido en un fluido experimentafuerzas causadas por las componentes del fluido. Para propósitos de diseño y para el análisis del comportamiento de un cuerpo inmerso en un fluido; dos fuerzas son importantes, fuerza de arrastre y fuerza de sustentación.

Las fuerzas de arrastre y sustentación son las mismas sin considerar si el cuerpo se encuentra en movimiento en el fluido o el fluido se encuentra moviéndose sobre el cuerpo.El estudio del funcionamiento de cuerpos moviéndose en corrientes de aire se llama aerodinámico y la hidrodinámica es cuando están sumergidos sobre agua.
La mayoría de los datos prácticos con respecto al arrastre y a la sustentación se han generado en forma experimental. Se mostrará aquí parte de estos datos para ilustrar los conceptos.

MATERIALES

* 50cm Tubo PVC 14cm de diámetro
*Hojas de acetato
* Diversos cuerpos geométricos de cartón
* Pelota de unicel
* Dinamómetro

INTRODUCCIÓN

Mediremos las fuerzas de arrastre a las que están sujetas diferentes modelos con diferentes geometrías, al ser sometidas a un flujo constante de aire, dentro de nuestro tubo de PVC.
La fuerza de un fluido en movimiento que se ejerce sobre un cuerpo en la dirección del fluido esllamado arrastre. La fuerza de arrastre puede ser medida directamente por la atracción del cuerpo sujeto al fluido. Las fuerzas de arrastre y de elevación dependen de la densidad del fluido, la velocidad contra corriente, y la medida, la forma y la orientación del cuerpo, además de otras cosas, y no es práctico enlistar esas fuerzas por una variedad de situaciones. Es más conveniente trabajar connúmeros de dimensiones apropiadas que representen el arrastre y las características de elevación del cuerpo.
Esos números son el coeficiente de arrastre CD y el coeficiente de elevación CL. En este estudio se analizará el coeficiente de arrastre definido como:

CD=2FDρAϑ2

* Donde A es el área frontal (área proyectada sobre el plano normal en dirección del fluido) del cuerpo.
* Con lamedición de la fuerza, el cálculo del área del cuerpo y conociendo la velocidad del fluido podremos conocer el coeficiente de arrastre del objeto.

PROCEDIMIENTO

Se colocará un pedazo de hilo en los cuerpos geométricos para con esto sujetarlos al dinamómetro el cual estará sujeto por alguno de los integrantes de la brigada.
Se colocará el tubo de PVC en el ventilador Venturi con un coplepara mejor sujeción.
Se accionará el ventilador Venturi con el que cuenta el laboratorio y se procederá a introducir los cuerpos geométricos dentro del tubo de PVC y con esto se tomará la medición de la fuerza que indique el dinamómetro y así conocer la fuerza de arrastre a la que está sujeta la figura.
Se procederá a hacer el cálculo de las áreas proyectadas de las figuras como se muestra acontinuación:

AREAS DE LOS CUERPOS GEOMÉTRICOS.-

A1: Se refiere a la pirámide hexagonal.
A2: Se refiere a la pirámide circular.
A3: Se refiere al cubo.
A4: Se refiere a la pirámide cuadrangular.
A5: Se refiere al dodecaedro.
A6: Se refiere a la esfera.

ÁREAS CALCULADAS DE LOS CUERPOS GEOMETRICOS

A1=b1×h123+b2×h22=6×14.523+6×62=61.5 cm2

A2=12Perímetro de la basehinclinada=12π614=131.9 cm2

A3=L×L6=4.8×4.86=138.24 cm2

A4=b×h24+L×L= 6×1424+6×6=78 cm2

A5=20.64557 a2=20.64573.82=298.12 cm2

A6=πd2=π122=452.3 cm2

Conociendo la demanda del ventilador y calculando su área podremos conocer la velocidad con la que el aire succiona a los cuerpos geométricos.
En esta ocasión nos encontramos con dificultades para poder conocer el caudal del ventilador puesto que no lo...