“Construcción y Estudio Teórico De Un Simulador De Un Tornado”

“Construcción y Estudio Teórico de un Simulador de un Tornado”

Planteamiento del problema
¿Qué relación existe entre un simulador con algunos fenómenos reales?
Resumen
El proyecto fue realizado con el fin de crear una simulación de un fenómeno
natural que se forma a partir del choque de corrientes de aire con temperaturas
contrarias. Su fabricación se llevo a cabo con cuatro paredes de 20cm x 30 cm y
dos tapas de 20 cm x 20 cm; una de las cuales tenía un agujero circular de 5 cm
de diámetro, por donde se colocó un ventilador de potencia variable. Para la
visualización se utilizó un humidificador, el cual estaba conectado a un distribuidor
de mangueras colocadas en la parte inferior de la caja.
A través del tornado visto y fotografiado en la caja se observó lo que acontece enfenómenos naturales, a su vez fueron comparadas con postulados hechos con
anterioridad como Bernoulli. Se varió la velocidad del ventilador y se vio la
transición de flujo laminar (definido) a turbulento (indefinido)
Objetivos
Estudiar y observar cómo se forma un tornado y su movimiento haciendo
variaciones en la potencia del viento.
Demostrar la importancia de los simuladores, haciendovisible un pequeño tornado
mediante vapor de agua.
Marco Teórico
Un tornado se forma cuando dos masas de aire, una caliente que se encuentra en
la parte baja y una fría que se encuentra en la parte superior chocan y como la
masa de aire frío es más densa que la de aire caliente, entonces esta empieza a
ejercer presión sobre la otra, haciendo que esta masa de aire caliente tienda a
escapar porlos lados y en forma de giro, debido a que no puede escapar por la
misma línea en la que el aire frío esta ejerciendo presión. La masa de aire que gira
toma la forma de un cono al revés en donde la base superior es una gran nube,
hay que mencionar que un tornado es visible gracias al polvo que este levanta y
que los tornados solo se llevan a cabo en tierra.
Esto va acompañado por una baja depresión intempestiva que puede hacer
explotar ventanas, debido a que la presión interior de una casa es mas grande que
la exterior, esto también es provocado por la velocidad que lleva el tornado tanto
en el movimiento de rotación, como en su movimiento de traslación, esto se puede
explicar con el teorema de Bernoulli que afirma; que cuando la velocidad de un
fluido es mayor, la presióndisminuye entonces si la velocidad del movimiento de
traslación es baja (un tornado común se traslada aproximadamente a 50 Km/h
aunque también se han registrado con mayor velocidad de hasta 112 Km/h e
incluso tornados que no se mueven) la presión interior es grande, y como la
velocidad de rotación es mayor (puede llegar a ser de 800 Km/h) entonces la
presión exterior es menor.
Cabe mencionar quehay dos tipos de flujos que se definen en la mecánica de los
fluidos. El ingeniero británico Osborne Reynolds demostró su existencia con
experimentos que llevo a cabo observando una tubería donde corría el agua, estos
flujos son el laminar y el turbulento, en el primero como la velocidad es baja, las
partículas del fluido siguen las líneas de corriente, dando como resultado un
movimientoordenado y la forma del fluido esta bien definida, con el segundo es
diferente, la velocidad es más elevada, por lo que surgen remolinos el
movimiento es desordenado va de un lado a otro y la forma del fluido no esta bien
definida, esto no solamente sucede con el agua, con los gases ocurre lo mismo
por que también son fluidos.
Nuestro proyecto, como ya hemos mencionado, es un simulador de untornado,
aunque las condiciones de formación no son las mismas, en el simulador el
movimiento de el aire es provocado por un ventilador y el vapor hace que el
tornado sea visible. Sin embargo este simulador tiene como utilidad, la de poder
estudiar algunas leyes del movimiento de los tornados así como el cambio que
puede haber de flujo laminar a flujo turbulento, por el cambio de velocidad y...