PRÁCTICA N. 2 COEFICIENTES AERODINÁMICOS AERODINÁMICOS DE UN PERFIL
Alumna: Grupo. 5AM1
1. CONDICIONES AMBIENTALES. TEMPERATURA AMBIENTE
INICIALES 19
FINALES 19
PROMEDIO 19
576 !9
576 !9
576 !9
0
(¿ C ) ¿ PRESIÓN BAROMÉTRICA (mmHg) HUMEDAD RELATIVA (% HR)
Dens!a! !el are en el la"ora#oro ( ρZ ) Pcorr= P prom
T ° F =
9
) (
)
9
( T prom ) +32= 5 (19 )+ 32=66.2 ° F 5
(
lbf = 45.98 2 ft
2.245
T ° F ¿
(
+ 1 + 0.0000184 ( 19 ) ( T prom ) =576 =574.22 mmHg 1 + 0.0001818 ( T prom ) 1 + 0.0001818 ( 19 ) 1 0.0000184
)(
10.76
2
ft
2
1m
)(
0.453 kgf 1 lbf
)
= 224.12
kgf 2 m
−3
Psat = 2.685+ 3.537 x 1 0 ¿
P z = Pcorr ( 13.595 )=( 574.22 ) ( 13.595 )=7806.52
Pvapor =( H . R . prom ) ( Psat )= (.89 )
P Z −( 0.3779 )( Pvapor )
ρ z=
ρ z=0.0922
gR T ° k
UTM 3
m
(
9.81
m s
2
(
224.12
m
7806.52
=
)
kgf
kgf m
(
m 9.81 2 s
)(
=0 . 9045
2
2
kgf m
2
)
=199.47 kgf m
−(0.3779 )( 199.47
)(
m 29.256 ° k
kg 3
m
2
19
kgf 2
m
) = 0.0922
+ 273.15 ) ° k
UTM m
3
2. Determinación de coeficientes aerodinmicos !ara "e#ocidad a#ta.
$
Pres%n !n&m'a le(!a qleía =34 Pa q ¿ í a =34
$
"=
! m
2
(
1 kgf 9.81 !
)=
3.4658
kgf 2
m
)s'os!a! a"solu#a !el are. In#erpolan!o 'on la 'al'ula!ora los !a#os !e la #a"la A.2 *+s'os!a! , !ens!a! !el are a - a#m !el l"ro - !e la ""lo/ra0(a
(
−5 kgm 1.7955 x 10
ms
)(
1 UTM 9.81 kgm
)
− 6 UTM
"=1 . 8302 x 10
ms
$
Cal'ulo !e la +elo'!a! 2 ( 34 Pa ) 2q m # = = =8.6706
√
ρ
√
0 . 9045
kg
s
3
m
In0orma'%n !e per0l : Cuer!a: .221 m En+er/a!ura: .-1m $ =.225 m (.145 m )= 0.0326 m
2
$ES%LTADOS
Án/ulo !e a#a3ue
Le+an#amen#o *L
C %
∝
N
4/0
% qs
N
4/0
$.5555
5.555
5.556
5.7858
5.5955
5.5592
Ress#en'a al a+an'e *D
C &
& qs
5.56--
$2.5555 5.8555 5.58-2 5.159 5.5755 5.5575.5555 5.155 5.581 5.885.555 5.552.5555 5.9155 5.5986 5.618 5.-255 5.5-22 .5555 -.2555 5.-227 -.56-6 5.-55 5.5-7 8.5555 -.555 5.-2 -.2825.2755 5.527 6.5555 -.9555 5.-97 -.-29 5.7715 5.57-5.5555 2.5555 5.2579 -.6575 5.-15 5.527 -2.5555 2.2555 5.227 -.9677 5.1-55 5.5125 -.5555 2.8555 5.2815 2.779 5.855 5.5812 Ta"la 2. Resul#a!os o"#en!os a par#r !e las prue"as , !e '&l'ulos $
N;mero !e Re,nol!s para el 'ual son +al!a! las /ra0'as s/uen#es
8.6706
Re =
$
#ρ% = "
&rficas
m s
(
0 . 9045
kg 3
)(
0.225 m
m −5 kgm 1.7955 x 10 ms
) = 98277.665
5.525 5.5875.-562 5.-177 5.257 5.7525 5.75.196 5.15
CL vs Alfa 2.5000 2.0000 1.5000
CL (coeciente de levantamiento)
1.0000 0.5000 0.0000 -5.0000 0.0000
5.0000 10.0000 15.0000
ángulo de ataque (alfa)
Gra0'a -. C % +s el &n/ulo !e a#a3ue !e los !a#os !e la #a"la 2
CD vs Alfa 0.7000 0.6000 0.5000 0.4000
CD (coeciente de resistencia al avance)
0.3000 0.2000 0.1000 0.0000 -10.0000 0.0000
10.0000 20.0000
ángulo de ataque (alfa)
Gra0'a 2. C & +s el &n/ulo !e a#a3ue !e los !a#os !e la #a"la 2
CL vs CD 2.5000 2.0000 1.5000
CL (Coeciente de levantamiento)
1.0000 0.5000 0.0000 0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000
CD (Coeciente de resistencia al avance)
Gra0'a 7. C % +s C & !e los !a#os !e la #a"la 2
'. Cestionario.
- E
as 3ue e<s#en en #o!o 'uerpo 3ue se mue+e a #ra+?s !e un 0lu!o@ 'uan!o +a a +elo'!a!es rela#+amen#e al#as@ En es#e 'aso el papalo#e pue!e man#enerse en el are o "en una persona pue!e man#enerse en la super0'e !el a/ua 'uan!o +a es3uan!o por a''%n !e la 0uer>a !e le+an#amen#o *L. Para 3ue e<s#a una 0uer>a le+an#amen#o !e"e =a"er una super0'e !e 'on#a'#o *en el 'aso !el papalo#e la 'ara !el msmo@ men#ras 3ue en el 'aso !e es3uar so"re a/ua los propos B"#$"& , ?s#a !e"e es#ar mo+?n!ose en un 0luo 'on una +elo'!a! rela#+amen#e al#a #an al#a 'omo 3ue la 0uer>a !e le+an#amen#o !e"e superar el peso !el o"e#o o la persona para empe>ar a ele+arse *,a sea el papalo#e o la msma persona 3ue es#& es3uan!o so"re el mar.
1
2
%= ρ # $ C % 2
La e'ua'%n an#eror !e0ne a la 0uer>a !e le+an#amen#o 'a"e resal#ar 3ue las +ara"les 3ue n0lu,en m&s en la 0uer>a !e le+an#amen#o son la super0'e !e 'on#a'#o , la +elo'!a! !el 0luo men#ras m&s /ran!es sean ?s#as la 0uer>a !e le+an#amen#o ser& ma,or. 2 Es pos"le 3ue !os 'uerpos 'omo los !e la 0/ura #en/an la msma ress#en'a al a+an'e Es'r"a un eemplo. V
No es pos"le s nos "asamos en la pr&'#'a an#eror nos !aremos 'uen#a !e 3ue !epen!en!o la 0orma /eom?#r'a , el #amao !e la 0/ura 3ue es#amos u#l>&n!ola ress#en'a al a+an'e 'am"a. A smple +s#a po!emos +er 3ue las 0/uras 3ue es#amos 'omparan!o son !e #amaos !0eren#es 0ormas !0eren#es una es una es0era , la o#ra es un per0l #oman!o en 'uen#a 3ue la e'ua'%n !e arras#re es#a !epen!e !e la super0'e !e la 0/ura , las 0/uras !e arr"a no son /uales eso no sera pos"le. 7 Demues#re 3ue el pun#o !e #an/en'a !e una re'#a 3ue pasa por el or/en c % / c & ¿ max n!'a la rela'%n . ¿
CL
CD
*CL+C D
$-.$5.6 $5. 5 5. 5.8 5.6 -.-.7
5.5- 5.5-2 5.559 5.55 5.55 5.556 5.559 5.5-7 5.5-9
$8.5 $88.88 $. 5 1.- 1 66.66 6.886.2
'
Con la #a"la an#eror se !emues#ra 3ue el +alor m&<mo !e la 0nesa !el per0l NACA 2-6 a un Re =6 x 1 0 es e
!e la l(nea 'on or/en en *55 los +alores por arr"a o por !e"ao !e es#e ' 0. pun#o #en!en a !smnur@ , es#e 'ompor#amen#o +a 'on #o!os los per0les. 6
Para el per0l NACA 275-2 'on un Re =8.8 x 1 0
!e#ermne:
a " ' !
El +alor !el &n/ulo !e 'ero le+an#amen#o. El +alor !el 'oe0'en#e !e le+an#amen#o m&<mo. El +alor !el &n/ulo !e a#a3ue !e !esplome. El +alor !e la pen!en#e !e le+an#amen#o.
C %
max
) 2
) 1
( % =
( $tal
x 1 x 2
Del /r&0'o an#eror #enemos: a)
( % =0 ≅−1 °
,)
C %
c)
( $tall ≅ 18 °
!
m % =
max
≅1 . 8
) 2− ) 1 x 2− x 1
=
−0.4 =0.1 10 − 2
1.2
1 Un per0l NACA -6 #ene una 'uer!a /ual a 15 'm. Se 'olo'a al per0l en una 'orren#e !e +en#o 'u,a +elo'!a! es /ual a81.1 ms , se re/s#ra un le+an#amen#o por un!a! !e en+er/a!ura /ual a -25 Nm. De#ermne el +alor !el &n/ulo !e a#a3ue , la ress#en'a al a+an'e por un!a! !e en+er/a!ura. *El ea en 'on!'ones es#&n!ar al n+el !el mar. Datos.
c =50 cm= 0.5 m % *=1240
# =65.5
! m
m s
ρ$%. =1.225
1
kg 3
m
2
% *= + ρ$% + # + c + C % 2
65.5
( ) m s
¿ ¿
¿ 2 ( 0.5 ( m ) )
( ( )) ( ( )) 1.225
kg m
3
¿
kg+m 2 m+ s
2 1240
∴ C %
=
2 + % *
2
ρ$%. + # +c
=
¿
Las /ra0'as s/uen#es 0ueron o"#en!as !e las p&/nas 2 , 7 !e la ""lo/ra0(a en#ran!o 'on el 'oe0'en#e !e le+an#amen#o en'on#ramos el &n/ulo !e a#a3ue , el 'oe0'en#e !e arras#re.
Gr&0'amen#e #enemos 3ue:
( =5 °
C & =0.008
C &
C %
(
C %
Figura 1. Grafcas Cl vs ángulo de ataue ! C" vs Cl del #erfl 4418
CONCLUSIONS! El 'oe0'en#e !e le+an#amen#o un#o 'on el 'oe0'en#e !e arras#re , el 'oe0'en#e !e momen#o #enen una /ran mpor#an'a en el !seo !e aerona+es !e"!o a 3ue es#os !e0nen el 'ompor#amen#o !e la aerona+e en sus !0eren#es a'##u!es *!espe/ue as'enso 'ru'ero !es'enso , a#err>ae mar'an!o las lm#an#es en los mo+men#os *&n/ulo !e a#a3ue. Los 7 'oe0'en#es , el &n/ulo !e a#a3ue #enen una rela'%n es#re'=a en#re ellos sempre se "us'ar& 3ue el 'oe0'en#e !e le+an#amen#o sea sumamen#e ma,or al
'oe0'en#e !e ress#en'a al a+an'e en "us'a !e una /ran e0'en'a en un !seo@ pero nun'a a"ra un 'oe0'en#e !e le+an#amen#o sn un 'oe0'en#e !e a+an'e. De las /r&0'as po!emos 'on'lur 3ue men#ras ma,or sea el &n/ulo !e a#a3ue el 'oe0'en#e !e le+an#amen#o ser& ma,or =as#a an#es !e 3ue lle/ue a su &n/ulo !e !esplome !on!e se en'uen#ra su 'oe0'en#e !e le+an#amen#o m&<mo. De /ual mo!o al n'remen#arse el 'oe0'en#e !e le+an#amen#o el 'oe0'en#e !e ress#en'a al a+an'e n'remen#ar& 'on ?s#e. El &n/ulo !e 'ero le+an#amen#o ser& 'ero sempre , 'uan!o se #ra#e !e un per0l
sm?#r'o , la 0nesa m&<ma !e un per0l
( , =
C % C &
) no se o"#ene 'on el +alor !el
'oe0'en#e !e le+an#amen#o m&<mo 'omo se pensar(a s no 'on los +alores 3ue se en'uen#ren en el pun#o !e #an/en'a #ra>a!a en la /r&0'a polar * C % vs.C & !e la re'#a 3ue sale !es!e el or/en.
"IL"IO#$A%&A! -. / 8
Fran4 M. H=#e M'$'* + F,-$+." 8 E!'%n M?<'o 2556 02344+$g$*,,$*-+-4*#34675814m*+'65584m1414 02344:::,g.;4+.'"4,g."$4.,+4/5592+< 02"3442=$'.m4>+7,6:?4*$<.$,@*'*@1!4
