Objetivo:
Conocer las características de un método de visualización de fujo de fuido.
Equipo y material: • • •
Túnel de humo Modelos de túnel de humo Parana líquida
Marco teórico:
Desde el unto de vista de la Mec!nica de "luidos# la materia sólo uede resentarse en dos estados$ sólido y fuido. %a distinción técnica entre estos radica en la reacción de am&os a un es'uerzo tan(encial o cortante. )n sólido uede resistir un es'uerzo cortante con una de'ormación est!tica* un fuido# no. Cualquier es'uerzo cortante alicado a un fuido# no imorta cu!n eque+o sea# rovocar! el movimiento del fuido. )n fujo uede visualizarse de muchas maneras distintas# , o&servando las 'oto(ra'ías o las diversas reresentaciones (r!cas osi&les se ueden conocer cualitativa , cuantitativamente asectos del mismo. %a realización de e-erimentos in(eniosos uede roorcionar im!(enes reveladoras de la estructura de un fujo. Por ejemlo# las líneas de traza se (eneran e-erimentalmente or medio de la in,ección continua de artículas marcadas tinta# humo o &ur&ujas/ desde un unto jo. 0i el fujo es estacionario# las líneas de traza# las líneas de corriente , las sendas del fujo coincidir!n. 1ntre los métodos de visualización# se ueden citar los si(uientes$ 2/ 4/ 6/ 7/ 8/ :/ ;/
3n,ección de humo# tinta o &ur&ujas. 5iruta o olvo so&re la suercie li&re. Partículas trazadoras con fota&ilidad neutra. Técnicas óticas que detectan cam&ios en la densidad del fuido$ método de las som&ras# 0chlieren e inter'erometría. 9ilos o lanas sujetos a las suercies que limitan el fujo. 0ustancias que se evaoran so&re las suercies sólidas. 0ustancias luminiscentes# aditivos o &ioluminiscencia. 5elocimetría de im!(enes de artículas P35/.
1. Visualización de fujo por medio de inyección de humo
amioneta y !ed"n.
1n el rimer modelo se hizo una comaración de las líneas de corriente al estar en contacto con cada uno de los o&jetos. 0e o&servó que el 0ed!n resentó una menor resistencia al viento# ues las líneas si(uieron la 'orma del auto , hu&o menos tur&ulencia que en la camioneta# ues en la arte de atr!s esta estela era mu, (rande , or tanto la resistencia al viento 'ue ma,or.
Es#era.
1n este modelo se udo o&servar una (ran resistencia al avance# ,a que las líneas de corriente se desrenden e-actamente en el ecuador de la es'era , se 'orma una (ran estela que (enera demasiadas tur&ulencias una vez que el humo ,a no est! en contacto con la misma.
$elota de %ol#.
1n este modelo# que es idéntico al anterior en (eometría se o&servó que la tur&ulencia disminuía considera&lemente# de&ido a que la suercie la elota de (ol' es ru(osa# lo que rovoca que las líneas de corriente recorran una ma,or suercie ,# de esta manera# otor(arle una menor resistencia al avance al modelo.
de
ilindro.
1n este modelo se o&servó que el fujo tuvo un comortamiento arecido al que se resentó con la es'era# con la di'erencia de que resentó menos tur&ulencia , or tanto# una menor resistencia.
$er&l con
α
'(.
1n este modelo o&servó una resistencia al avance mínima# ,a que la (eometría del modelo hace que las líneas de corriente no resenten tur&ulencia o sea mínima. 0e de&e a que en el &orde de ataque se tiene una sección curva , el &orde de salida termina en unta# lo que ocasiona que el fujo de humo si(a su camino r!cticamente i(ual que antes de entrar en contacto con el erl.
$er&l con "n%ulo de ataque moderado.
1n este modelo se o&servó que la variación en el !n(ulo de ataque del erl reercute directamente en la resistencia al avance que resenta# ,a que en el &orde de ataque# las líneas de corriente que asan or el e-tradós son desviadas de&ido al mismo !n(ulo , en el &orde de ataque comienza a visualizarse tur&ulencia.
$er&l con %ran "n%ulo de ataque.
1n este modelo se o&servó# como se esera&a desués de la o&servación del modelo anterior# que la tur&ulencia aumentó considera&lemente de&ido al (ran !n(ulo de ataque que tiene el erl.
Modelo.
1n este modelo se o&servó que en los e-tremos las líneas de corriente 'orma&an remolinos# llamados vórtices# rovocados or la misma (eometría del modelo. Por otro lado# se uede o&servar que no hu&o tur&ulencia.
$laca rectan%ular simulando un ala.
conve)a
1n este modelo se o&servó al(o similar al anterior# ,a que tam&ién se 'ormaron vórtices en los e-tremos del rect!n(ulo# sólo que aquí sí hu&o tur&ulencia# que or deducción# se de&e a que se 'orma un !n(ulo de =>? en estos e-tremos# a di'erencia del modelo anterior# donde el !n(ulo es menor.
*ucto con esquinas rectas.
1n este modelo se o&servó que cuando el fuido lle(a a la esquina interior del ducto m!s alejada# se queda estancado , se (enera tur&ulencia# de&ido al !n(ulo recto que resenta el ducto. @dem!s# e-iste una reducción de !rea en la salida# lo que rovoca que el fujo sea comletamente tur&ulento.
*ucto con esquinas redondeadas.
1n este modelo se o&servó que al hacer redondas las esquinas del ducto# se corri(ió el ro&lema de estancamiento del fuido# ues ,a si(ue un AcaminoB que el modelo anterior no ermitía. 0in em&ar(o# las líneas de corriente que entran en la arte derecha del ducto si(uen e-erimentando tur&ulencia.
*ucto con esquinas redondeadas y alineadores de fujo.
1n este modelo se o&servó que la tur&ulencia disminu,e considera&lemente en comaración con el ducto anterior. @dem!s# los alineadores de anal , las aletas le &rindaron al fujo una ma,or calidad# aunque esto si(nica que la velocidad a la salida disminu,e.
+iblio%ra#,a. •
•
•
•
•
htt$e&cache.(oo(leusercontent.comsearchE qFcache$Gen;&mmh>oHI$oc.uc.edudonload.hJ6"le J6D28>27>4:chater22medidasKe-erimentalesredondoL 76<<.d'NcdF;NhlFesNctFclnON(lFmhtt$.slideshare.netMateo%eonidezvelocimetraLdeL im(enesLdeLartculasLivLarticleLima(eLvelocimetr, htt$.sica.edu.u,srolandmedia3nter'erometriaL,L telescoiosLMontevideo.d' htt$e&cache.(oo(leusercontent.comsearchE qFcache$Gen;&mmh>oHI$oc.uc.edudonload.hJ6"le J6D28>27>4:chater22medidasKe-erimentalesredondoL 76<<.d'NcdF=NhlFesNctFclnON(lFmMec!nica de "luidos "ranO M. Qhite :ta 1dición !(s. 7>L78