Práctica 7 Túnel de Humo

Laboratorio de Mecánica de Fluidos II UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

Profesor: M.I. Enrique Bernal Martínez Práctica 7 Túnel de humo

Facultad de Ingeniería División de Ingeniería Mecánica, Eléctrica e Industrial Departamento de Termoenergía y Mejoramiento Ambiental

Salón: Laboratorio de Termofluidos Alumno: González Juárez Víctor Israel

Objetivo: Reforzar los conceptos estudiados con anterioridad y evaluar mediante esta técnica de visualización las zonas de separación de la capa límite. Tareas:

1. Parte teórica (Se estudia antes de realizar la práctica y vale 2 puntos)

2. 3. 4. 5. 6.

Existen 2 situaciones de flujo en donde los términos viscosos en la ecuación de Navier-Stokes pueden ser despreciados ¿Cuáles? ¿Quién introdujo en la mecánica de fluidos la aproximación de la capa límite y por qué? ¿Cuál es la clave para la aplicación exitosa de la aproximación de la capa límite? ¿Cómo se considera la presión a través de una capa límite (dirección y)? ¿Qué se utiliza en la actualidad en lugar de la aproximación de la capa límite? ¿En qué casos se utiliza la visualización con túnel de humo? Descripción del equipo utilizado en el laboratorio Presentación las imágenes obtenidas Descripción de las imágenes comparándolas con las de la literatura Conclusiones. Bibliografía

Equipo: - Túnel de humo Accesorios: - Modelos aerodinámicos. Experimento 1: a) Colocar un perfil aerodinámico con diferentes ángulos de inclinación. b) Colocar un cilindro. c) Colocar diferentes modelos de automóviles. Puntos a observar: -Obtener las imágenes de cada caso de estudio y comentar acerca de lo que se haya podido observar, por ejemplo: 1.- ¿Qué le sucede al punto de separación en los diferentes modelos con la velocidad? 2.- En el caso del ala de avión ¿Cómo es esta separación con el cambio de ángulo respecto del flujo? 3.- En el caso de los modelos automotrices cuál es la influencia de las geometrías ¿Cómo consideras que afectan éstas al arrastre desde el punto de vista de la separación de la capa límite? Reporte Adjunta las imágenes y comenta tus resultados. ¿Existe alguna experimentación en la literatura que se asemeje a lo visto en el laboratorio?

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Analisis de resulltados y conclusiones. En esta práctica, en base a la semejanza geométrica que se puede hacer entre un modelo y un prototipo, utilizamos un túnel de viento para analizar los efectos que actúan sobre un cuerpo sumergido en un fluido, haciendo una analogía. En primera instancia tenemos dos automóviles de diferente geometría, un modelo viejo donde es prácticamente un rectángulo con ruedas, y el otro es un diseño más moderno con una forma más “aerodinámica”. Se observa que el auto viejo practicamente no permie el paso del fluido sobre su superficie si no que choca de frente. La intuición nos dice entonces que todo el fluido está frenando al automóvil, lo que se traude como un gran aumento en el coeficiente de fricción y por lo tanto un mayor coste de combustible y menor eficiencia. Cuando se pudo una superficie como una especie de lámina vista de frente, el flujo se detuvo en eco, no se puede apreciar ningún punto de separación porque la normal a la superficie es perpendicular al fluido. Instintivamente podemos pensar que esta forma de superficie también detiene el flujo como el caso del automóvil cuadrado. En cuanto al ala de avión, en su posición perpendicular al flujo las lineas practicamente estuvieron pegadas a la superficie. En general, en cuanto aumentamos la velocidad del flujo aumentó la turbulencia, lo que dio resultado que el punto de difusión se recorrió más hacia enfrente, como envolviendo más cualquier modelo que hayamos colocado dentro. En el flujo más lento, (laminar) la estela parece ser paralela al flujo justo en el punto de separación de la capa límite. Mientras que en el flujo más rápido, el flujo se “cerró” sobre la superficie más rápido y el punto de separación de la capa límite se fue más hacia enfrente.

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