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Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Ticomán
Ingeniería Aeronáutica
Aerodinámica Profesor: Rodríguez Ibarra Fausto
Práctica 3 Distribución de presión alrededor de un cilindro
Villegas Moreno Edgar Ernesto
29-Sep-2010
Grupo: 5AM2
Objetivo:
Calcular el coeficiente de resistencia al avance de un cilindro mediante la integración de los coeficientes de presión en diversos puntos del perímetro de l a sección transversal media.
Equipo y material: Túnel de presión total modelo TE-44 Manómetro de 36 columnas
Cilindro de 36´´ de diámetro X 18´´ long. Mangueras de conexión
Tubo Pitot Balanza aerodinámica
1. Determinación de las condiciones ambientales.
Temperatura ambiente Presión barométrica Humedad relativa
INICIALES
FINALES
PROMEDIO
19.2 °C
20.9 °C
20.05 °C
589.4 mmHg 84%
589 mmHg 82%
589.2 mmHg 83%
Presión barométrica corregida Presión de saturación Presión de vapor Densidad
Resistencia al avance medida: D = 13.2 N = 1.3455 Kg
4. Cuestionario 1. Describa el comportamiento del coeficiente de resistencia al avance del cilindro en
función del número de Reynolds. Lo
que relaciona al coeficiente de resistencia con el número de Reynolds es la
velocidad, y para describir el comportamiento se explica lo siguiente:
por lo tanto si incrementamos la velocidad el Reaumenta y si disminuimos la velocidad el Re disminuye. También sabemos que por lo Tenemos que
tanto si aumentamos la velocidad el Cd disminuye y si reducimos la velocidad el Cd aumenta. Con esto podemos concluir que habrá mayor Cd grande cuando el Re es pequeño y, habrá un Cd pequeño cuando Re es grande.
Otra
forma de explicarlo es
cuando el flujo es turbulento, para que el flujo sea turbulento el Re debe ser muy 5
grande (2X10 aproximadamente) y esto provoca que el flujo que esta bañando a la esfera se desprenda aproximadamente a 120° del eje X en dirección al flujo y esto hace que las dimensiones de la estela se reduzcan por lo tanto obtenemos un Cd mas bajo con un Re alto. 2. Si se realiza la integración exacta de la ecuación (5) se obtiene Cd=0, ¿Cómo explica
usted esto? La
ecuación (5) es:
En primer lugar esta ecuación es una integral definida, sabemos que el resultado de la integral es:
, al evaluar de 0 a 2
la expresión será 0 0 por lo tanto
esto es igual a 0.
3. Explique cómo influye la rugosidad de la superficie del cilindro en su coeficiente de
resistencia al avance por distribución de presiones. Grafica obtenida del libro Mecánica de fluidos de Robert L. Mott pag. 576.
Nos podemos dar cuenta en la grafica que cuando tenemos una esfera rugosa el Cd comienza a disminuir con números de Reynolds más pequeños a que si tuviéramos
una esfera lisa. Esto es debido a que en las rugosidades se crean posos de presión y la diferencia de presiones de la parte de adelante con la parte de atrás arroja una resultante neta que actúa asía atrás lo cual provoca re ducción en la velocidad.
4. En un experimento se determinó un valor de Cp=0.55 en un punto situado en la superficie de un cilindro. La velocidad de la corriente libre es igual a 44 m/s. Calcular el valor de la velocidad local. Datos: Cp = 0.55 V = 44 m/s VL = ?
Formula
Conclusión: Cuando analizamos la distribución de presiones en un cilindro con la velocidad que nos genero el túnel de viento TE-44 obtenemos un Cd por distribución de presiones que es casi igual al Cd total de la esfera, y obviamente el Cd por fricción es casi nulo.
Bibliografía: Mecánica de fluidos Frank M. White 6ª edición Mecánica de fluidos Robert L. Mott. 6ª edición http://www14.brinkster.com/aleatoriedad/1rozas.htm http://books.google.com.mx/books?id=LbMTKJ4eK4QC&pg=PA524&lpg=PA524&d q=coeficiente+de+arrastre+VS+numero+de+reynolds&source=bl&ots=pNME1HOJ uk&sig=D4in3ckvyJ0HXEawhU9c9Tpp_c&hl=es&ei=hmWhTIPCJ4S0lQetzN2JBA&sa=X&oi=book_result &ct=result&resnum=2&ved=0CBgQ6AEwAQ#v=onepage&q&f=false
