Descripción: tablas y gráficos para determinar coeficientes de arrastre y/o resistencia de cuerpos en función de su geometría y el número de Reynolds mecánica de fluídos
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Descripción: Coeficientes de Dilatación Lineal
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Tabla Coeficientes Foster - RybkinDescripción completa
Instituto Politécnico Nacional Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingenierías Campus Guanajuato
Materia: Aerodinámica
Alumno: Hernández Arrona Juan David
Practica: Coeficientes Aerodinámicos 5AM1
Practica #4 Coeficientes Aerodinámicos de un Perfil
Objetivos: Obtener experimentalmente los coeficientes de resistencia al avance y de levantamiento de un perfil para diversos ángulos de ataque a una determinada velocidad del viento.
Equipo y material: -
Generador de viento.
-
Túnel de viento.
-
Manómetro diferencial.
-
Tubo pitot.
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Carro soporte.
-
Medidor de resistencia al Avance.
-
Medidor de levantamiento.
-
Perfil leybold de 225 mm de cuerda por 145 mm de envergadura
-
Nivel de burbuja.
Marco teórico Las fuerzas aerodinámicas que experimenta un perfil son originadas por: 1.- Distribución de presiones alrededor del perfil. 2.- Distribución de fuerzas de difracción sobre la superficie del perfil.
Como resultado de lo anterior se tiene una resultante aerodinámica y un momento, la resultante se descompone en dos proyecciones: Una perpendicular la dirección del viento relativo V que se llama levantamiento. La otra proyección que es paralela al viento relativo que se llama resistencia al avance (D).
También se ve que al ángulo del viento relativo se le simboliza con la letra griega y se llama ángulo
α de ataque.
Se tienen tres coeficientes aerodinámicos definidos por: Coeficiente de levantamiento.
CL: coeficiente de levantamiento. q: presión dinámica. S: Superficie alar (cuerda x Envergadura)
Coeficiente de resistencia al avance.
CD : Coeficiente de resistencia al avance. q: presión dinámica. S: Superficie alar (cuerda x Envergadura)
Coeficiente de momento.
Donde: M: momento C: cerda del perfil. q: presión dinámica. S: Superficie alar (cuerda x Envergadura). Al cociente
se le conoce como eficiencia aerodinámica o fineza y se presenta con la letra
griega β.
Desarrollo:
1.- Determinar las condiciones ambientales. Se debe efectuar lecturas en los instrumentos (barómetro. Termómetro e higrómetro) antes de iniciar y al finalizar los experimentos, anotando los valores en la tabla siguiente: Temperatura ambiente: 23°c Presión barométrica:
Humedad relativa: 38% Con los valores promedio obtenidos se debería calcular la densidad del aire en el laboratorio utilizando las formulas que se indican en el apéndice 2. Densidad del aire en el laboratorio:
2.- Determinación de coeficientes aerodinámicos para la velocidad alta. Apagar el generador de viento y sin mover la perilla de control de revoluciones del generador de viento colocar el perfil y el medidor de levantamiento y montar el quipo. Teniendo extremo cuidado al manipular las varillas de soporte de perfil. A continuación desde -4° hasta 15° t registrando los resultados en la tabla siguiente:
Realizar las graficas CL vs α, CD vs α y CL Vs. CD. Indicando el numero de Reynolds para el cual son validas. Número de Reynolds: 135.90755
Cl vs Angulo de ataque 1 0.8 0.6 0.4 0.2
Cl vs Angulo de ataque
0 -5
-0.2 0
5
10
15
-0.4 -0.6 -0.8
CD vs Angulo de ataque 0.25 0.2 0.15 CD vs Angulo de ataque
0.1 0.05 0 -5
0
5
10
15
Cl vs CD 0.4 0.3 0.2 0.1 Cl vs CD 0 -0.1
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
-0.2 -0.3
Cuestionario. 1.- Explique los fenómenos físicos que hacen posible el esquí acuático y el vuelo del papalote. El papalote vuela gracias a la fuerza del aire, al tirar de la cuerda estamos haciendo que el aire choque contra la superficie del papalote ejerciendo una fuerza hacia arriba, como dice la tercera ley de newton ejercerá una fuerza en sentido opuesto, al chocar el aire hace que el papalote se eleve y mantenga su vuelo mientras el flujo choque con la superficie inferior del papalote. Ahora en el esquí acuático pasa algo similar ahora el fluido es el agua al momento de ser remolcado o jalado la persona sobre los esquís, este hace que el flujo choque con la superficie inferior de los esquís provocando una fuerza de sustentación sobre el sujeto que esta arriba de los esquís.
2.- ¿Es posible que dos cuerpos como los de la figura tengan la misma resistencia al avance? Si es así escriba un ejemplo. No porque el perfil tiene más superficie de contacto con el fluido esto generaría mas arrastre
3.- Demuestre que el punto de tangencia de una recta que pasa por el origen, indica la relación
4.- Un perfil NACA 4418 tiene una cuerda igual a 50 cm. Se coloca al perfil en una corriente de viento cuya velocidad es igual a 65.5 m/s y se registra un levantamiento por unidad de envergadura igual a 1240 N/m. Determine el valor del ángulo de ataque y la resistencia al avance por unidad de envergadura. (El experimento se realiza a condiciones del nivel del mar).
2
Si tomamos la envergadura de un metro entonces tendíamos que la superficie alar es de 5 m Entonces tenemos que la formula de levantamiento nos queda:
Después en tablas podemos buscar con el número de Reynolds y el coeficiente de levantamiento y el perfil en tablas podremos encontrar el ángulo de ataque
α
= 4.3°
Conclusiones
En esta practica pudimos observar como variando el ángulo de ataque podemos tener un cierto coeficiente de levantamiento como también un coeficiente de arrastre pudiendo observar lo que era que para cada ángulo de ataque hay un coeficiente de levantamiento, también graficando los datos darnos cuenta de cómo era el comportamiento del levantamiento o de la resistencia al avance con respecto al ángulo de ataque y observar en que parte o a que ángulo el perfil entraba en perdida de levantamiento.
