INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica “UNIDAD TICOMAN”
Ingeniería en Sistemas Automotrices
Laboratorio de Dinámica de Fluidos
Práctica Nº 5 Calibración del Túnel de Succión
“
Alumno: Cesar Adolfo Prieto Sánchez
Profesor: Ing. Fausto Rodríguez Ibarra
Grupo: 3SM1
”
Fecha de Entrega: 26-Noviembre-2010
OBJETIVO
Obtener las constantes de calibración del túnel de succión en tres planos transversales de la sección de prueba.
EQUIPO Y MATERIAL
Túnel de Succión P & P, modelo TE-92
Manómetro de 8 columnas
Tubos Pitot
DESARROLLO
1.- Condiciones Iniciales. Efectuar lecturas en los instrumentos barómetro, termómetro e higrómetro antes de iniciar y finalizar los experimentos y registrarlos en la siguiente tabla:
Condiciones Ambientales Temperatura Ambiente (ºC) Presión Barométrica (mmHg) Humedad relativa
Iniciales 16.0 591 76%
Finales 17.1 591 76%
Promedio 16.55 591 76%
Con los valores del promedio obtenido calcular la densidad del aire en el laboratorio.
Para la presión barométrica corregida:
Para calcular la presión de saturación:
Convirtiendo la temperatura de º C a ºF:
Para la presión de Vapor:
Donde:
( )
Para la densidad del aire del laboratorio:
Donde:
2.- Determinación de la constante de calibración K 1 en el plano 1.
a) Colocar el tubo de Prandtl en el eje de la sección de prueba. b) Seleccionar un nivel de referencia en el manómetro de 8 columnas a sendas tomas de presión total y presión estática c) Accionar los dos motores del túnel y cerrar las compuertas, procediendo a registrar los valores de presión estática ambiental, presión total y presión estática, repitiendo el proceso para las posiciones de compuertas mostradas en las siguientes tablas.
Compuertas Cerradas 1 2 3 4 5 6 Abiertas
P ambiental
PT
PE
q
(Manométrica) mmH2O
mmH2O
mmH2O
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
mmH2O 0 -2 -8 -22 -48 -72 -84 -88
0 2 8 22 48 72 84 88
d) la constante de calibración K1 se obtiene la formula:
P ambiental - PE (PDR)1 mmH2O 0 2 8 22 48 72 84 88
0 1 1 1 1 1 1 1
V m/s 0 6.45 12.90 21.40 31.62 38.73 41.83 42.82
e) Realice las graficas q vs. (PDR) 1 y velocidad vs. q
Gráfica q vs (PDR)1 100 88, 88
90 80
84, 84 72, 72
70 1
) R D P (
60 50
48, 48
40 30 22, 22
20 10 0
2, 2
8, 8
0, 0 0
20
40
60
80
100
(q) Presión Dinámica (mmH 2O)
Gráfica Velocidad vs q ) O 100 2 H m90 m80 ( a c i 70 m á 60 n i 50 D n 40 o i s 30 e r P 20 ) q 10 (
42.82, 88 41.83, 84 38.73, 72 31.62, 48
21.4, 22 12.9, 8
6.45, 2
0, 0
0 0
5
10
15
20
25
Velocidad (m/s)
30
35
40
45
3.- Determinación de la constante de calibración K 2 en el plano 2.
De la misma forma que en el plano 1, se obtendrá la constante de calibración K 2 en el plano 2.
Compuertas Cerradas 1 2 3 4 5 6 Abiertas
P ambiental
PT
PE
q
(Manométrica) mmH2O
mmH2O
mmH2O
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
mmH2O 0 -2 -10 -24 -51 -73 -88 -90
0 2 10 24 51 73 88 90
La constante de calibración del túnel TE-92 en el plano 2 es
P ambiental - PE (PDR)1 mmH2O 0 2 10 24 51 73 88 90
0 1 1 1 1 1 1 1
V m/s 0 6.45 14.43 22.36 32.60 39.00 42.82 43.30
Realice las graficas q vs. (PDR) 2 y velocidad vs. q
Gráfica q vs (PDR) 2
100
90, 90
90 80
88, 88
70
73, 73
60
2
) R D P (
50
51, 51
40 30 24, 24
20 10 0
2, 2 0, 0 0
10, 10 10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
(q) Presión Dinámica (mmH 2O)
Gráfica Velocidad vs q 100
) O 2 H m m ( a c i m á n i D n o i s e r P ) q (
43.3, 90
90 39, 73
80 70 60
42.82, 88
32.6, 51
50 40
22.36, 24
30 20 10 0, 0 0 0
14.43, 10
6.45, 2
5
10
15
20
25
Velocidad (m/s)
30
35
40
45
50
4.- Determinación de la constante de calibración K 3 en el plano 3.
De la misma forma que en el plano 1, se obtendrá la constante de calibración K 3 en el plano 3.
Compuertas Cerradas 1 2 3 4 5 6 Abiertas
P ambiental
PT
PE
q
(Manométrica) mmH2O
mmH2O
mmH2O
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 -6 -12 -18 -20
mmH2O 0 -2 -11 -26 -53 -81 -91 -97
0 2 11 26 47 69 73 77
La constante de calibración del túnel TE-92 en el plano 3 es
P ambiental - PE (PDR)1 mmH2O 0 2 11 26 53 81 91 97
0 1 1 1 0.887 0.852 0.802 0.794
V m/s 0 6.45 15.14 23.27 31.29 37.91 39.00 40.05
Realice las graficas q vs. (PDR) 3 y velocidad vs. q
Gráfica q vs (PDR)3 120 100
73, 91
80
69, 81
3
) R D P (
77, 97
60 47, 53
40 20 0
26, 26
2, 2 11, 11 0, 0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
(q) Presión Dinámica (mmH 2O)
Gráfica Velocidad vs q ) 90 O 2 H 80 m 70 m ( a 60 c i m50 á n i 40 D n 30 o i 20 s e r 10 P 0, 0 ) 0 q (
0
40.05, 77 37.91, 69
39, 73
31.29, 47 23.27, 26 15.14, 11 6.45, 2 5
10
15
20
25
Velocidad (m/s)
30
35
40
45
5.- Cuestionario
1.- Diga que diferencias existen entre un túnel de viento de succión y uno de presión.
R= Una de las principales diferencias entre estos túneles es el tipo de ensayos que suelen realizarse debido a su sentido de flujo, las velocidades de flujo son diferentes (en un túnel de presión de impacto se tienen menores velocidades que en un túnel de succión), la posición del manómetro con relación a un nivel de referencia, el numero de motores que posee, los módulos de presión estática en un túnel de succión son negativos comparados con los valores de un túnel de presión de impacto donde son generalmente de modulo cero, el modulo de la presión total en un túnel de succión tiende a ser cero o valores negativos, comparados con lo módulos de la presión total que se obtienen en un túnel de presión de impacto.
2.- ¿Se habrían obtenido los mismos valores de constantes al trabajar con uno de los motores en lugar de dos?
R= Posiblemente si ya que si se usa un motor en lugar de dos, el valor que se ve afectado es el de la velocidad, pero el valor de la presión estática sigue siendo el mismo para cada plano estudiado, así que la constante no tiene algún valor o modulo afectado.
3.- Según las características del túnel de succión diga que ensayos se pueden efectuar y porque es más conveniente hacerlos en este tipo de túnel que en uno de presión de impacto
R= Por la configuración del túnel de succión se pueden realizar ensayos en los que es necesario saber como el flujo que es succionado se comporta a través de un objeto de prueba, un ejemplo es un ventilador que se encuentra detrás de un radiador y este aspira el flujo y lo pasa a través del radiador permitiendo enfriar el liquido refrigerante, otro ensayo útil es corroborar el diseño de hélices de ventiladores, otro es el estudio del flujo que es succionado por el mutile de admisión de un vehículo, otro estudio es la tubería del aire acondicionado en un vehículo
