Tunel De Viento

Universidad de Chile
Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas
Departamento de Ingeniería Civil
CI3101-1 Mecánica de Fluidos

Laboratorio 9:
Túnel de viento

Nombre(s) Alumno(s) : | Miguel ArosGonzalo OrregoJavier Fuentealba |
Profesor : | Aldo Tamburrino |
Ayudante : | Felipe Negrete |
Fecha Realización:Fecha Entrega : | 14 de Noviembre de 2012 14 de Noviembre de 2012 |
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* Introducción

En esta experiencia se trabajó con el tunel de viento, dispositivo capaz de generar el movimiento de una masa de aire y crear dentro de este un campo de velocidades con lineas de corriente bastante uniformes, gracias a un aquietador.
Segúnlo expuesto por la teoría, hasta ahora, se puedo considerar que este es un flujo uniforme, el cual en torno a cuerpos geometricamente definidos cumple las características de un flujo potencial, en consecuencia irrotacional. Esto implica que, si se tiene un cuerpo simetrico en ambos ejes, la distribución de presiones en torno a este también lo será y por lo tanto la fuerza que el fluido ejerce sobreeste es nula. En el tunel de viento se cuenta además con medidores de fuerza que permiten verificar lo que ya se sabe por intución, que esta esta última afuermación no es correcta y parece contradecir la teoría de flujo potencial, esto se conoce como paradoja de D’Almabert.
Se hace necesario entonces, introducir el concepto de capa límite, una región cercana a la superficie del cuerpo donde sedebe considerar el flujo como rotacional, por lo que se debe considerar un gradiente de velocidades (y por lo tanto, de presiones) en las cercanias a la superficie de los cuerpos inmersos en un fluido en movmiento, esto, junto a un desarrollo matemático, entrega ecuaciones para el cálculo de las fuerzas sobre la superficie del cuerpo, entre otras cosas.

* Metodología y objetivos

*Metodología
Se cuenta con un tunel de viento, el cual posee una turbina (7) que es la que genera el flujo, un aquietador (4) que permite que que las lineas de corriente sean los más uniformes posible. En la zona (1) es donde se intalaron los objetos con los que se trabajó, el sistema cuenta además con un medidor de fuerzas (6), un tubo de pitot (10) y un regulador de potencia de la turbina (11).
Seinstalaron distintas figuras en la sección 1 (una esfera y un circulo de ancho despreciable), a las cuales se les miden sus características geométricas. Luego, estas se conectan por su parte baja al medidor de fuerzas que es capaz de medir las componentes horizontal y vertical, por separado. Se medió la fuerza de reaccion de los cuerpos que provocan distintas velocidades de viento y tambíen lasvariaciones de estas fuerzas al cambiar de posición los objetos (obviamente es indiferente la posicion de la esfera, no así la del círculo).

* Obejetivos
Con este experimento se busca verificar la relación que existe entre la velocidad de un flujo y la fuerza que este genera sobre la superficie de un cuerpo (relación que está en las ecuaciones I y II), además, como afecta la posición en la quese encuetra el cuerpo.
Esto en el marco de la teoría de capa límite que pretende dar una explicación a la paradoja de D’Alambert.
Farrastre= Cd∙ρl∙A∙V22 I.
Fsustentación= Cl∙ρl∙A∙V22 II.
En primer lugar se buscarán empíricamente los coeficientes Cd y Cl ,que son propios de cada cuerpo, mediente regresión lineal para distintos valores de velocidades y fuerzas, luego, se buscaestablecer que la relación entre estas variables es de tipo cuadrático.
Finalmente se expone una pequeña investigación sobre el principio de sustentación que rige el vuelo de los aviones.

* Resultados

Tabla [ 1 ]. Datos obtenidos para las distintas formas y velocidades
Superficie | V [m/s] | F. Sustentación [N] | F. Arrastre[N] |
Esférica | 10 | 0 | -0,13 |
| 13 | 0 | -0,26 |...