Polar Socata St10

PRACTICA #3
DISTRIBUCIÓN DE PRESIÓN ALREDEDOR DE UN CILINDRO
OBJETIVO:
Calcular el coeficiente de resistencia al avance de un cilindro mediante la integración de los coeficientes de presión en diversos puntos de la sección transversal media.
MARCO TEÓRICO
El coeficiente de presión es un número a dimensional definido por la siguiente relación:
Cp=PL-PEq en donde: PL=presión local;PE=presión estática; q=presión dinámica
Una forma de calcular el coeficiente de resistencia al avance debido a la distribución de presiones es el integrar los valores del coeficiente de presión sobre la superficie del cilindro, tal y como se expresa en el desarrollo siguiente:
La resistencia al avance total es la suma de la resistencia generada por el extradós más la resistencia generada por elintradós:
dD=dDe+dDi
dD=-Pedsesenθ+Pidsisenθ
Considerando aérea unitaria (dA=ds*1) en donde ds es diferencial de arco e integrando desde el borde de ataque hasta el borde de salida tanto para intradós como para extradós:
D=-BABSPesenθdse+BABSPisenθdsi

Teniendo en cuenta las siguientes ecuaciones:
CD=DqS 1 ; Cp=PL-PEq 2 ; dy=-dssenθ (3)
Despejandode (2) a PL y sustituyendo para cada valor de presión en el extradós (Pe) y en el intradós (Pi), y además de la ecuación (3) cambiando el producto senθds por el valor dy se tiene:
D=-qBABSCpe-Cpidy
La ecuación anterior se puede presentar en forma adimensional (CD) si la dividimos entre qS, recordando que se trata de un cilindro de longitud unitaria se tiene S=c(1) en donde c es la cuerda delcilindro.
CD=1cBABSCpe-Cpidy
Para el cilindro es claro que:
y=Rsenθ → dy=Rcosθdθ
Sustituyendo el valor de dy en la ecuación (4) y recordando que c=2R se tiene:
CD=120πCpe Cosθdθ+12π2πCpi Cosθdθ
En forma general:
CD=1202πCpCosθdθ
La ecuación anterior nos permite conocer el valor del coeficiente de resistencia al avance por distribución de presiones a partirde los valores de los coeficientes de presión en la periferia del cilindro.

EQUIPO Y MATERIAL:
* Túnel de presión total modelo TE-44.
* Manómetro de 36 columnas.
* Cilindro de 3” de diámetro x 18” long.
* Mangueras de conexión.
* Tubo Pitot.
* Balanza aerodinámica.
DESARROLLO:
1) Determinación de las condiciones ambientales.
a) Se deberá de efectuar lecturas enlos instrumentos (barómetro, termómetro e higrómetro antes de iniciar y al finalizar los experimentos, anotando los valores en la tabla siguiente)

  | INICIALES | FINALES | PROMEDIO |
TEMPERATURA AMBIENTE | 20 °C | 20.3 °C | 20.15 °C |
PRESIÓN BAROMÉTRICA | 592.7mmHg | 590.7mmHg | 591.7mmHg |
HUMEDAD RELATIVA | 79% | 79% | 79% |

En esta tabla se muestra las lecturas tanto inicialesy finales para la realización de la practica así mismo se saco un promedio de todas para hacer los cálculos correspondientes.

b) Con los valores promedio obtenidos se deberá calcular la densidad del aire en el laboratorio.
Para el cálculo ocupamos una formula en base a los datos promedio de condiciones ambientales.
PCORR=591.7 mmHg1+0.0000184 20.15 °C1+0.0001818 20.15 °C= 589.7589325mmHg
PS=2.685+3.537 X 10-3 T2.245
El valor de la temperatura se deberá usar en °F.
Calcular la presión de saturación.
t=1.820.15 °C+32=68.27 °F;
Ps=2.685+3.537 x 10-3 68.27°F2.245=49.08106965lbfft2
Ps=49.08106965lbfft2 = 239.5517436Kgfm2

Pv=H.r*Ps; Pv=0.815239.5517436kgfm2=195.234671Kgfm2

ρz= pz- 0.3779PvgRT
Esnecesario conocer el valor de la presión barométrica, se obtendrá su equivalente de mmHg a Kg/m2.
Pz=591.7 mmHg=8047.12kgm2
Con todos los datos necesarios ya obtenidos podemos calcular la densidad del aire en el laboratorio, según las condiciones ambientales en el laboratorio.
ρz= 8047.12Kgm2-0.3779(195.234671kgfm2)(9.81ms2)(29.256mK )(293.3 K)=0.09472057169UTMm3 =0.9286330558Kgm3...