Practica 3 Aerodinamica Distribucion De Presiones En Un Cilindro

Practica No. 3
Distribución de Presión Alrededor de un cilindro.

Marco teórico
Se denomina resistencia aerodinámica, o simplemente resistencia, a la fuerza que sufre un cuerpo al moverse a través de un fluido en nuestro caso aire, en particular a la componente de esa fuerza en la dirección de la velocidad relativa del cuerpo respecto del medio. La resistencia es siempre de sentido opuesto alde dicha velocidad, por lo que habitualmente se dice de ella que, de forma análoga a la de fricción, es la fuerza que se opone al avance de un cuerpo a través del aire.

El coeficiente de presión es un número adimensional que describe la presión relativa a través de un campo de flujo en dinámica de fluidos. El coeficiente de presión es usado en aerodinámica e hidrodinámica. Cualquier puntoinmerso en el flujo de un fluido tiene su propio y único coeficiente de presión, Cp.

En algunas situaciones en aerodinámica e hidrodinámica, el coeficiente de presión de un punto cerca de un cuerpo es independiente del tamaño del cuerpo. En consecuencia un modelo ingenieril puede se probado en un túnel de viento o en un túnel de agua, de esta forma se pueden calcular los coeficientes de presión enpuntos críticos alrededor del modelo, y estos coeficientes de presión pueden ser usados para estimar la presión del fluido en esos puntos críticos en el prototipo a escala real.



 

Objetivo.
Calcular el coeficiente de resistencia al avance de un cilindro mediante la integración de los coeficientes de presión dediversos puntos del perímetro de la sección transversal media.

Equipo yMaterial.

* Túnel de presión total modelo TE-44.

* Manómetro de 36columnas.

* Cilindro de 3” de diámetro X 18” de longitud.

* Mangueras de conexión.

* Tubo Pitot.

* Balanza aerodinámica.

Desarrollo.1.- Determinación de las condiciones ambientales.
A) se deberán de efectuar las lecturas de los instrumentos (barómetro, higrómetro y termómetro) antes deiniciar y al finalizar los experimentos, anotando los valores en la tabla siguiente

1) Calculo de la densidad del aire a partir de las condiciones ambientales.
| Iniciales | Finales | Promedio |
Temperatura ambiente | 21.3°C | 22.3°C | 21.8°C |
Presión barométrica | 590 mmHg | 591 mmHg | 590.7 mmHg |
Humedad relativa | 81 % | 80 % | 80.5% |
A)

B) Con los valores promedio obtenidos sedeberá calcular la densidad del aire en el laboratorio.
1.-calcular presión barométrica corregida:
Pcorr= 590.7 mmhg[(1+0.0000184(1/°C))( 21.8°C)/(1+0.001818(1/°C))( 21.8°C)]
1 lb/ft2 = 4.8824 kg/m2
53.63 lb/ft2 = X
Ps= 261.843 kg/m2
1 lb/ft2 = 4.8824 kg/m2
53.63 lb/ft2 = X
Ps= 261.843 kg/m2
Pcorr= 588.94 mmHg
2.-calcular presión de saturación.
Ps=2.685+3.537x10-3(t2.245)t=9/5(21.8 °C)+32=71.24°F
Ps=2.685+3.537x10-3(71.24°F) 2.245
Ps=53.63 lb/ft2

3.-la presión de vapor es.
Pv=HrPs Pv=Presión de vapor
Hr =Humedad relativa Pv (0.805)(261.843) = 210.78 kg/m2
4.-
Pz= 588.94 mmHg= 8006.69 kg/m2
T=21.8+273= 294.8°k

ƿz= (Pz-0.3779*PV)/gRT

ƿz= (8006.69 kg/m2 - 0.3779 (210.78 kg/m2))/(9.81 m/s2)(29.256 m/k)( 294.8°k)
ƿz= 0.09369 UTM/m3
1UTM=9.81KgDensidad del aire en el laboratorio: ƿz= 0.9191 kgm/m3

Presiones Medidas

PT (mm H2O) | 50 |
PE (mm H2O) | 2 |

2.-) Medición de la presión local alrededor del cilindro y determinación del coeficiente de resistencia al avance por distribución de presiones.
Angulo | PL mmH20 | Cp | (1/2)Cpcos(ang) |
0 | 57 | 1.145833 | 0.57291 |
10 | 51 | 1.020833 | 0.50266 |
20 | 33 | 0.645833 |0.30344 |
30 | 9 | 0.145833 | 0.06314 |
40 | -20 | -0.45833 | -0.1755 |
50 | -47 | -1.02083 | -0.328 |
60 | -66 | -1.41666 | -0.3541 |
70 | -75 | -1.60416 | -0.2743 |
80 | -76 | -1.625 | -0.141 |
90 | -56 | -1.20833 | 0 |
100 | -53 | -1.14583 | 0.09948 |
110 | -45 | -0.97916 | 0.16744 |
120 | -38 | -0.83333 | 0.20833 |
130 | -36 | -0.79166 | 0.25443 |
140 | -35 |...