Laboratorio de Aerodinámica.CALIBRACION DEL TÚNEL DE PRESION DE IMPACTO etc. barcos. la sección de prueba se encuentra a la descarga del viento. edificios. se destaca el manómetro diferencial. -Tubo Pitot. por ejemplo a altas cargas aerodinámicas los coeficientes de arrastre y las fuerzas de presión en dichos modelos dan una visión mas amplia de que tan eficaz puede ser un diseño estructural. por lo que el este túnel recibe el nombre de túnel de presión de impacto o presión total al ser el valor de presión estática muy bajo o casi nulo. cargas estáticas Al someter un modelo de un edificio o un puente. Objetivo * Conocer algunos visualizadores de flujo como es el tubo de impacto. es la diferencia que existe entre la presión estática en la sección mayor y la presión estática en la sección menor. Equipo y material -Túnel de presión Plint & Partners modelo TE-44. instrumento que nos sirve para medir la presión diferencial de referencia (PDR) que. Hoy en día es común experimentar con un modelo a escala de puentes. para este tipo de experimentos. Consideraciones teóricas. El segundo llamado tubo de viento dde circuito abierto ”eiffel” y el tercero llamado túnel de aire comprimido o de densidad variable. automóviles. -Manómetro de 36 columnas. El primero llamado tubo de viento de circuito cerrado “PRANDTL”. -Mecanismo de exploración transversal. En las paredes del tunel. Descripción del túnel de viento TE-44 es de circuito abierto. Y los datos que se pueden obtener a partir de la observación generalmente son. * Obtener la constante de calibración del túnel de presión total marca Plint & Partners modelo TE-44. . Existen básicamente tres tipos de tuneles de viento. como se nombre lo dice.Introducción El túnel de viento es una de las herramientas de diseño mas importantes disponible para resolver un amplio rango de problemas para la ciencia aeronáutica. Constante de calibración de un túnel de viento.Determinación de las condiciones ambientales. Densidad del aire en el laboratorio: Corrigiendo la presión barométrica… . anotando los valores en la tabla siguiente: Temperatura ambiente Presión barométrica Humedad relativa Iniciales 21°C 595 mmHg 75 % Finales 24°C 595.1 mmHg 73 % Con los valores promedio obtenidos se deberá calcular la densidad del aire en el laboratorio. termómetro e higrómetro antes de iniciar y al finalizar las experimentos.. pudiendo así calcular el valor de la velocidad en la sección de prueba de un tubo Pitot o algún otro instrumento de medición de velocidad del viento. Se deberán de efectuar lecturas en los instrumentos barómetro. Desarrollo 1. La constante de calibración es un numero que al ser multiplicado por la presión diferencial de la presión diferencial de referencia obtenemos el valor de la presión dinámica.2 mmHg 71 % Promedio 22.5°C 595. 00064516m La Pz o presión corregida es 8063.9210279mmH g 1 + 0.5° F ) 2.4683409 2 = 8063.1mmHg ÷ = 592.5°C ) Convirtiendo la presión a unidades kgf/m 2 : 14.537 x10 − (72.0000184(22.685 + 3.245 Convirtiendo la Temperatura a grados Fahrenheit °F 9 q = (22.8304119kgf / m 2 Obteniendo la densidad… .245 Ps = 55.1772721 kgf/m2 Obteniendo la presión de saturación: Ps =2. 1 + 0.9210279mmHg ÷=11.685 +3.7lb / in 2 2 592.3704272 kgf / m 2 ÷ 2 ÷ ft 1lb 0.78492 2 =272.5° F 5 3 Ps =2.78492lb / ft 2 Convirtiendo la presión (Ps)a unidades kgf/m 2 : lb 0.3704272kgf / m 2 ) = 198.09290304m Obteniendo la presión de vapor: Pv = HrPs Hr = humedad 3relativa Pv = 0.0001818(22.1772721kgf / m 2 ÷ 2 ÷ in 1lb 0.4536kgf 1 ft 2 55.5°C ) 595.5° C) + 32 = 72.537 x10 −3 (T ) 2.4536kgf 1in 2 11.4683409lb / in 760mmHg lb 0.73(272. 0 del mecanismo de explotación transversal.81 2 ÷ 4 m s m ρ= 0.256 ÷ s ° K 2 kgfs m kg =0.3779 Pv ) T (° K ) =22.3779 198. b) Seleccionar un nivel de referencia en el manómetro de 36 columnas. es suficiente multiplicar cada valor de presión por el seno del angulo de inclinación de dicho fluido (30°) para así obtener la proyección horizontal de la presión medida por el liquido.5° 9. observando que este se encuentre perfectamente nivelado y conectar dos columnas a sendas tomas de presión estática y total. c) Accionar el tunel y ajustar las copuertas de esntrada de aire hasta que se obtenga en el manómetro inclinado una lectura de presión diferencia (PDR) igual a 5 mmH2O y proceder a medir la presión total y la presión estática. Determinar de la constante de calibración del túnel de viento de un TT-44. a) Colocar el tubo Pitot en la posición 0.15 20 25 mmH2O Y PDR MÁXIMO. dado que estas presiones se expresaron como altura de liquido manometrico (mmH2O).9239910 Kg/m3 .256 m / ° K kgf kgf 8063.177271 − 0.9239910 3 0.5° C +273 =295. Por lo tanto los resultados son los siguientes: . será necesario corregir las presiones medidas.8304119 ÷ 2 kgfs 2 m m2 ρ z = =0. RESULTADOS En esta ocasión debido a la utilización de un manómetro inclinado.0941886 m m m4 K) ( 295.5° K RA =29.81 2 ÷ 29. para posteriormente continuar y repetir las mediciones para PDR’s igual a 10.ρ z = 1 gRAT ( Pz −0. anotando los resultados los resultados en la tabla siguiente.0941886 ÷ 9. P − 2( sen30° ) = − 1mmH 2 O n = PDRmax .1.P − 2( sen30° ) = − 1mmH 2 O n = 2.q = 43 − (0) = 43mmH 2 O Para obtener la Velocidad V= 2q ρz La presión se necesita en N/m2 .P 86( sen 30° ) = 43mmH 2 O T = 1 .P 52( sen30° ) = 26mmH 2 O T = 1.P 0( sen30° ) = 0 mmH 2 O n = 4.P 38( sen30° ) = 19 mmH 2 O T = 1 .P − 2( sen30° ) = − 1mmH 2 O n = 3.P 8( sen30° ) = 4 mmH 2 O T = 1.P 0( sen30° ) = 0mmH 2 O n = Ahora.P 0( sen30° ) = 0 mmH 2 O n = 5.q =10 − ( − 1) =11mmH 2 O 3.q =15 − (0) =15mmH 2 O 4.q = 4 − ( − 1) = 5mmH 2 O 2.P 20( sen30° ) = 10 mmH 2 O T = 1.q =19 − (0) =19 mmH 2 O 5. Aplicando la fórmula: q = P T − P n 1.q = 26 − ( − 1) = 27 mmH 2 O PDRmax .P 30( sen30° ) = 15mmH 2 O T = 1. Y sabemos que: 1mmH 2O = 1Kg / m 2 Por lo que la conversión de la presión es: . 9239910 m3 Obteniendo los datos para calcular la constante de calibracion .84683 Kg s 0.08595 Kg s 0.15 ÷ 2 m kg m2 1.81 = 186.9239910 m3 kg N N 9.87 ÷ m m2 = = 25.9239910 3 m kg N N 4.83 ÷ m m2 = = 30.81 = 107.nV3 = = 17.nV4 N 2 186.n 43 1.n19 9.9239910 m3 kg N N 9.9239910 3 m kg N N 9.81 = 421.1.n11 1.91 ÷ 2 m kg m2 N 2 107.n 27 1.91 ÷ m m2 = = 15.81 = 147.81 = 49.28311 Kg s 0.15 ÷ m m2 1.30387 Kg s 0.39 ÷ m m2 = = 20.05 ÷ 2 m kg m2 N 2 49.05 ÷ m m2 = = 10.n 15 N 2 147.nVPDR max N 2 421.nV2 3.94404 Kg s 0.nV 1 2.n5 kg N N 9.83 ÷ 2 m kg m2 5.81 = 264.39 ÷ 2 m kg m2 1.nV5 PDRmax .2168906 Kg s 0.9239910 m3 kg N N 9.87 ÷ 2 m kg m2 N 2 264. 08 25mmH 2 O 43mmH 2 O = 1.5 2.5 3.01 42.5 PDR mmH2O 5 10 15 20 25 PDR MÁX Pr mmH2O 4 10 15 19 26 43 PE mmH2O -1 -1 0 0 -1 0 q mmH2O 5 11 15 19 27 43 V m/s 10.30387 15.84683 20.08595 25.94404 30.1.95 20 mmH 2 O 27 mmH 2 O = 1.5mmH 2 O PDRmax .01 La constante de calibración “K”se obtiene sumando los diferentes valores q/PDR y dividiéndolos entre el numero de lecturas de PDR: q 6 k= ∑ ÷ PDR .08 1.95 1.28311 17.21689 q/PDR 1 1.1 10mmH 2 O 15mmH 2 O = 1 15mmH 2 O 19 mmH 2 O = 0.5 4.5 5mmH 2 O = 1 5mmH 2 O 11mmH 2 O = 1.5 5.1 1 0. PDR.1 + 1.0 + 0.02333 Registro Grafico Realizando las graficas q vs.0 + 1. q vs PDR 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Presión dinámica q PDR .01) 6 K= 1.95 + 1.08 + 1.K = (1. PDR y velocidad vs. PDR y presión dinámica – PDR). o con la densidad en su defecto. ambas muestran un cambio directamente proporcional de presión o velocidad. explique como puede obtener la equivalencia entre milímetros de alcohol y milímetros de H2O y en general como se obtiene una equivalencia entre cualquier líquido manométrico y milímetros de agua.Velocidad vs PDR 35 30 Velocidad (m/s) 25 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 PDR 25 30 35 40 45 Como pudimos ver en las graficas anteriores ( Velocidad .. Cuestionario 1. podemos establecer equivalencias entre cualquier liquido manometrico y el Agua . a un cierto aumento de la Presión Diferencial de Referencia. como por ejemplo cambiar la presión de atmósferas a mmH2O. o sus similares en el Sistema Británico Con el peso especifico.. Con el peso especifico del agua. Con esas unidades podemos hacer equivalencias entre Presión. obtenemos la presión en Unidades Británicas o en el SI. pero si las columnas del manómetro hubieran tenido alcohol en lugar de agua.En la practica se emplean como unidades de presión los mmH2O. y a Pascales. N N P = 7733 3 ( 0.733 = 0.788 9.788 mm H2O = 0. dp ρ + Vdv = 0 V2 = 2( H − P ) ρ H = La Precion Total…Pi P = La precion Estatica…Pe .Para el ejemplo particular del alcohol su peso especifico. Se han desarollado una gran cantidad de metodos para determinar la velocidad del aire. N m2 m s2 = Kg m2 1 mmOH = 0.¿Es posible obtener la velocidad del viento en el túnel solamente con el valor de la densidad del aire y la lectura PDR? Las lecturas de precion estatica y diferencial pueden ser transformadas en velocidad o numero de MACH o cualquier otro dato que sea necesario utilizando las ecuaciones adecuadas. según tablas de atmósfera estándar a 20ªC es de γ alcohol = 7733 N / m3 Como la Presión se encuentra en mmH2O.81 Analizándolo Dimensionalmente queda….001m ) = 7.. Independientemente del metodo utilizado el teorema de Bernoulli es el mas usado para calcular la velocidad a partir de la precion.788 kg / m2 2.733 2 m m P= 7. podemos sustituir datos para 1mmde OH. donde mas que alterarlo fisicamente. la densidad del aire. Este tunel ya no funcionan como deberia operar normalmente. etc. en energía de presión tan eficientemente como sea posible La unidad Motriz: La selección del motor.. 6.¿Cuáles son las características de un túnel de presión total? Las Características generales de diseño se pueden dividir en dos grupos que son: los requerimientos de potencia y el diseño aerodinámico. 4.Explique un método general para calibrar a cualquier tipo de túnel de viento. la temperatura y la presión atmosférica. como son presión..Además de obtener la constante de calibración ¿Qué otras actividades intervienen en la calibracion del túnel? La variación de velocidad. es por ello la importancia de calibrar un tunel de viento. este se basa en algunas propiedades físicas del aire. depende de cuatro parámetros importantes que son: . En el momento en que se traslada un tunel de viento que opera en perfectas condiciones (llamemolas estandard) a un sitio donde (por ejemplo) la temperatura cambia. densidad. como el guiñómetro en el cual solo se tiene que seguir una serie de pasos concretos y concisos para poder calibrar el túnel 5. Un túnel de viento abierto consiste esencialmente de cuatro componentes básicos…ç La sección de entrada: Esta se localiza corriente arriba de la sección de trabajo y puede contener la toma de aire y la cámara de tranquilización.Sustituyendo datos Obtenemos lo deseado. a la salida de la sección de prueba. 3. invariablemente.¿ Cuál es la ventaja de calibrar al túnel de viento? Cuando se diseña y se construye un tunel de viento.. Existen diferentes artefactos de calibración ya establecidos.. solo se le construye una constante que representa la desviación de las condiciones “normales” y con ello acercarlo lo mas posible a una lectura mas real. La sección de Pruebas: En esta parte se montan lo modelos para ser estudiados y donde se pueden hacer las observaciones requeridas El difusor: La función del difusor es convertir la energía cinética del aire. temperatura. Mecánica de Fluidos con aplicaciones en ingeniería 9ª Edición. aunque éste es implícito al costo del conjunto motriz. fox. como para perder millones en reparación de material y tiempo. Introducción a la mecánica de los fluidos. reducciones y obstáculos. Conclusiones La importancia de la calibración de los túneles de viento es indiscutible. panales. Claudio mataix. b) Las pérdidas de presión causadas por cada uno de los componentes del sistema como ductos. Raymundo Peña Garcia—Correccion y calibración del tunel de viento del instituto de investigaciones electricas.quimica.uvll. Oxford. Referencias • • • • • • • Elementos de la Mecánica de los Fluidos –Vennard. redes. Segunda edición. Editorial McGraw-Hill Tesis Profesional. México D. es importante definirlo porque de éste dependen ciertas características aerodinámicas. d) Tipo de control.F 1985 www. c) Espacio disponible y costo del motor.Edit continental SA – Tercera edicion Mecánica de fluidos y maquinas hidráulicas.com .a) El gasto de flujo que está en función del tamaño de la sección de prueba y de la velocidad en éste. dado que la falta de ella en el túnel podría arrojar resultados lo bastante erróneos.com www.