DETERMINACIÓN EXPERIMENTALDEL COEFICIENTE DE RESISTENCIA DE DIFERENTES CUERPOS DE REVOLUCION

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA

NÚCLEO-ARAGUA

SEDE-MARACAY

Informe 2:

DETERMINACIÓN EXPERIMENTALDEL COEFICIENTE DE RESISTENCIA DE DIFERENTES CUERPOS DE REVOLUCION

INTEGRANTES:

AED 602

INTRODUCCIÓN:

El propósito de la siguiente práctica es determinar experimentalmente el coeficiente de resistencia de diferentes cuerpos de revolución.

Con varios cuerpos de revolución se comparara cada uno de los valores obtenidos en cuanto a predominación de uno u otro tipo de resistencia.

Podremos conocer que ocurre en cada uno de los casos y como se desplaza el fluido por cada uno

MARCO TEORICO

Se denomina resistencia aerodinámica, a la fuerza que sufre un cuerpo al moverse a través del aire, y 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 al de 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.

La resistencia es una fuerza que disminuye la marcha del movimiento de un objeto a través de un líquido o un gas. En el caso del movimiento a través del aire, es la misma que la resistencia del aire.

Resistencia parásita

Es la producida por las demás resistencias no relacionadas con la sustentación. Es la resistencia que se genera por todas las pequeñas partes no aerodinámicas de un objeto.

Lógicamente, cuanto mayor sea la velocidad mayor será el efecto de la resistencia parásita: la resistencia parásita aumenta con la velocidad. Está compuesta por:

• Resistencia de perfil: La resistencia de un perfil alar se puede descomponer a su vez en otras dos:

1. Resistencia de presión: Debida a la forma de la estela.
2. Resistencia de fricción: Debida a la viscosidad del fluido.

• Resistencia adicional: Es la resistencia provocada por los componentes de un avión que no producen sustentación, por ejemplo el fuselaje o las góndolas de los motores.

• Resistencia de interferencia: Cada elemento exterior de un avión en vuelo posee su capa límite, pero por su proximidad éstas pueden llegar a interferir entre sí, lo que conduce a la aparición de esta resistencia.

Resistencia inducida

La resistencia inducida, indeseada pero inevitable, es un producto de la sustentación, y se incrementa en proporción directa al incremento del ángulo de ataque.

         Al encontrarse en la parte posterior del ala la corriente de aire que fluye por arriba con la que fluye por debajo, la mayor velocidad de la primera deflecta hacia abajo a la segunda haciendo variar ligeramente el viento relativo, y este efecto crea una resistencia. Este efecto es más acusado en el extremo del ala, pues el aire que fluye por debajo encuentra una vía de escape hacia arriba donde hay menor presión, pero la mayor velocidad del aire fluyendo por arriba deflecta esa corriente hacia abajo produciéndose resistencia adicional. Este movimiento de remolino crea vórtices que absorben energía del avión.

La resistencia inducida aumenta a medida que aumenta el ángulo de ataque. Pero si para mantener la misma sustentación ponemos más velocidad y menos ángulo de ataque, la resistencia inducida será menor, de lo cual deducimos que la resistencia inducida disminuye con el aumento de velocidad.

Partes de un túnel de viento abierto:

1. Cámara de establecimiento: Su objetivo es enderezar y uniformizar el flujo de aire.

1. Cono de aceleración: Su función es acelerar la velocidad del flujo manteniéndolo ordenado y uniforme para posteriormente llegar a la cámara de ensayos.

1. Cámara de ensayos: Es la parte más importante del túnel. Es dónde vamos a colocar el objeto que queremos estudiar y también dónde haremos las mediciones. Es muy importante que el flujo que la atreviese sea lo más uniforme posible.

1. Difusor: Una vez el aire ya ha salido de la cámara de ensayos, el difusor reduce la velocidad del flujo mediante su perfil divergente. Nos interesa que el aire salga a la menor velocidad posible ya que la velocidad de salida irá relacionada con las perdidas energéticas del túnel. A menor velocidad, menores son las pérdidas.

1. Ventilador: Su función es crear un flujo de aire a una velocidad determinada. Normalmente llevan aparatos electrónicos para poder variar la velocidad y así realizar ensayos bajo las condiciones deseadas por los ingenieros.

MATERIALES Y EQUIPOS

• Túnel Aerodinámico subsónico abierto.

• Balanza TEM de tres componentes.

• Modelos de:

1. Placa plana de 65mm de diámetro
2. Esfera de 65mm de diámetro
3. Semiesfera Cóncava de 65 mm de diámetro
4. Semiesfera Convexa de 65 mm de diámetro
5. Ojiva de 60mm de diámetro

PRECEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

• Se tomaran lo datos de presión y temperatura en el ambiente.

• Se verifica que en túnel aerodinámico subsónico abierto este conectado a una fuente de energía.

• Procedemos a insertar el primer cuerpo denominado placa plana, una vez colocado dentro del túnel de viento para insertado en la balanza TEM de tres componentes; hacemos girar la perilla del reóstato hasta llevarlo a la velocidad de 12 m/s.

• Se detendrá un momento para la observación de los resultados ofrecidos por la balanza.  

• La balanza arroja un valor el cual es la fuerza  de arrastre del cuerpo insertado.

• Se apaga momentáneamente se retirara el cuerpo insertado y se inserta el otro establecido en la practica.

• Este procedimiento se llavera a cabo en los siguientes cuerpos: esfera, esfera cóncava, esfera convexa y la ojiva. Con la diferencia de que en la esfera la velocidad es de 16m/s.

ANALISIS DE RESULTADO:

        Mediante el túnel de viento se determino las fuerzas de arrastre originada por elementos de distintas secciones y colocados a diversas posiciones, como lo fue una esfera completa, media esfera cóncava y convexa en dirección del viento, una pared plana de forma circular y una ojiva, los resultados arrojados por el túnel de viento, según los materiales indicaron tener distintas fuerzas de arrastre según su posición o su forma de mayor o menor fuerza de arrastre según el siguiente orden: esfera convexa a la dirección del viento, placa plana de forma circular, esfera cóncava en dirección del viento, la ojiva y la que menos arrastre genera es el de la esfera, esto quizás quiere decir que tanto la forma y la posición en que está ubicada influyen directamente en que tanta fuerza de arrastre genere, también va estrechamente relacionado con la zona en que se desprende de la capa limite, estos resultados no son del todo cierto ya que es requerido para una mayor precisión repetir el experimento y sacar una media d los resultados.

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