Mecánica De Fluidos, Tiro Parabolico

Seminarios de Mecánica de Fluidos:

5. Propulsión Hidrodinámica

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UNIVERSIDAD DE OVIEDO
E.P.S. Ingeniería de Gijón
Ingenieros Industriales
3er curso
Curso 2006-2007

SEMINARIOS DE MECÁNICA DE FLUIDOS

S5: Propulsión Hidrodinámica
“lanzamiento botella”

INDICE

EPSIG.

1. INTRODUCCIÓN
2. CONTENIDO DE LA PRÁCTICA
Definición
Fecha y lugar
Requisitos y disponibilidadesInforme
3. ALGUNOS DATOS
Botella
Aerodinámica de la botella
Rampa
Presión del aire
4. IDEAS SOBRE TAPONES
5. CÁLCULOS
Consideraciones filosóficas
Arrastre aerodinámico
Salida del agua
Salida del aire
Vuelo
Algunos órdenes de magnitud

Mecánica de Fluidos, curso 2006-2007

JMC 07

Seminarios de Mecánica de Fluidos:

5. Propulsión Hidrodinámica

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1. INTRODUCCIÓN
Lapropulsión a chorro está basada en la conservación de la cantidad de movimiento del
conjunto proyectil – chorro de propulsión. Si desde un proyectil sale hacia atrás un
chorro de fluido con una cierta velocidad, el proyectil adquiere la misma cantidad de
movimiento en sentido contrario. Cuanto mayor sea el caudal másico y la velocidad del
chorro, y menor la masa del proyectil, mayor será la velocidadque alcanza.
En los cohetes, el chorro de fluido se consigue por medio de
una combustión, pero para obtener una propulsión elemental
no es necesaria la combustión. Se puede utilizar, por
ejemplo, aire comprimido.
Un caso conocido: Si se suelta un globo hinchado, el aire
impulsado hacia atrás por la presión interior empuja el globo
hacia delante. Aquí se va a utilizar una botella de plásticoen
posición invertida, parte llena con agua y el resto con aire a
presión. Al soltar el tapón, el aire a presión empuja al agua,
haciéndola salir con una velocidad elevada. Como la densidad del agua es alta, la
cantidad de movimiento que se consigue es alta. Al acabar de salir el agua, el escape del
aire proporciona un incremento de la cantidad de movimiento. Cuando ha terminado la
fase depropulsión, la botella, vacía y con muy poco peso, tiene una velocidad elevada
que permite lanzarla a gran distancia.

2. CONTENIDO DE LA PRÁCTICA
Definición
La práctica consiste en realizar los cálculos necesarios, preparar una botella y para
lanzarla de manera que alcance (ella sola) una distancia horizontal de 60m. Se primará
tanto la exactitud en la distancia alcanzada como en loscálculos. La máxima presión de
aire que se puede introducir es de 3 kg/cm2. Al lanzarla hay que utilizar los resultados
obtenidos en los cálculos, claro.

Fecha y lugar
El martes 23 de enero en el horario establecido para cada grupo (ver anexo final).
En el “prao” enfrente de los edificios departamentales de la zona oeste.

Requisitos y disponibilidades
Grupos de 5 alumnos (ver anexo final).Cada grupo presentará un informe de los cálculos; para los que se podrá utilizar
cualquier sistema y programa informático que los participantes puedan conseguir1.
Cada grupo realizará un lanzamiento con una botella preparada por sus componentes.
En cuanto a la rampa de lanzamiento y el tapón con el sistema de llenado de aire; se
podrá usar cualquier tipo de rampa y/o tapón construido por losparticipantes de tres
grupos consecutivos (vera anexo final). Como hay 30 grupos, se tendrán 10 rampas:
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Se advierte que los cálculos son de por sí bastante complicados, sin necesidad de utilizar un ordenador.

EPSIG.

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5. Propulsión Hidrodinámica

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Rampa 1: grupos 1, 2 y 3
Rampa 2: grupos 4, 5 y6
Rampa 3: grupos 7, 8 y 9
Rampa 4: grupos 10, 11 y 12
Rampa 5: grupos 13, 14 y 15
Rampa 6: grupos 16, 17 y 18
Rampa 7: grupos 19, 20y 21
Rampa 8: grupos 22, 23 y 24
Rampa 9: grupos 25, 26 y 27
Rampa 10: grupos 28, 29 y 30

Informe (escrito a mano)
En la primera página del informe deberán constar los nombres de los miembros del
equipo y los resultados de los cálculos: volumen de...