XV Certamen Jvenes Investigadores

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ENSAYOS EN TÚNEL AERODINÁMICO José Meseguer
www.idr.upm.es
2
Túnel aerodinámico
1 contracción, 2 cámara de ensayos, 3
adaptador, 4 motores, 5 difusor y conducto de
retorno
3
Túnel aerodinámico
1 contracción, 2 cámara de ensayos, 3
adaptador, 4 motores, 5 difusor
4
IDR/UPM Túnel A9
1 contracción, 2 cámara de ensayos, 3
adaptador, 4 motores
5
Cámara de ensayos
Túnel aerodinámico A9
6
IDR/UPM Túnel S4
Ventiladores (1), cámaras de tranquilización (2),
enderezadores y uniformizadores de corriente (3),
contracción (4), cámara de ensayos (5) y difusor
de salida (6)
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IDR/UPM Túnel S1C
Ventilador (1), cámara de tranquilización (2),
contracción (3), cámara de ensayos (4) y difusor
de salida (5)
8
Ensayos en túnel aerodinámico
9
Ensayos en túnel aerodinámico
Leyes de semejanza
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Semejanza geométrica
El modelo ha de ser una reproducción a escala del
obstáculo real y su entorno
En el modelo de ensayos han de estar reproducidos
todos los detalles aerodinámicamente
significativos
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Semejanza geométrica
12
Semejanza geométrica
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Semejanza cinemática
Líneas de corriente semejantes
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Semejanza cinemática
Los flujos geométricamente semejantes no son,
necesariamente, cinemáticamente semejantes
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Semejanza dinámica
En puntos homólogos las fuerzas de tipos
idénticos (presión, rozamiento) son paralelas y
la relación entre sus módulos es constante
Para que haya semejanza dinámica ha de haber
semejanza cinemática
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Semejanza
El principio de semejanza se establece
matemáticamente mediante la igualdad, en la
realidad y en los ensayos, de ciertos grupos
adimensionales formados con las variables físicas
del problema
Los grupos adimensionales expresan relaciones
entre fuerzas u otro tipo de relaciones
(cinemáticas y geométricas)
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Coeficiente de presión
En incompresible ...
18
Número de Mach
Mide la importancia de las fuerzas de inercia
frente a las que tienen su origen en la
compresibilidad del fluido
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Número de Mach
Régimen incompresible 0 ? M? ? 0,3
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Régimen transónico
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Régimen supersónico
22
Influencia del número de Mach
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Número de Reynolds
Re pequeño flujo laminar Re grande flujo
turbulento
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Capa límite
La capa límite nace laminar y posteriormente se
produce la transición a capa límite turbulenta
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Capa límite
Ante un gradiente adverso de presiones se puede
producir el desprendimiento de la capa límite
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Capa límite
Un gradiente adverso de presiones es tanto más
acusado cuanto menor es la curvatura del obstáculo
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Perfiles de ala
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Polar de un perfil de ala
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Capa límite
Sobrepasado un cierto valor del ángulo de ataque
se produce la entrada en pérdida
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Cuerpos no fuselados
La capa límite se desprende en las aristas a
números de Reynolds bajos. La configuración
depende poco del número de Reynolds una vez
superado el valor crítico
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Cuerpos fuselados o redondeados
Coeficiente de resistencia de esferas y placas
planas
El desprendimiento de la capa límite depende del
número de Reynolds. Las cargas cambian con Re
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Flujo alrededor de una esfera (Re bajo)
Desprendimiento laminar estela amplia,
resistencia aerodinámica grande
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Flujo alrededor de una esfera (Re alto)
Desprendimiento turbulento estela estrecha,
resistencia aerodinámica pequeña
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Flujo alrededor de un cilindro de sección
circular
Influencia de la rugosidad superficial
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Número de Jensen Je L/z0
Túneles aerodinámicos para aplicaciones de
aerodinámica civil
36
Ensayos en túnel aerodinámico
IMPOSIBLE!
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Los valores de los parámetros de semejanza
condicionan el diseño de las instalaciones de
ensayo
Bloqueo de la cámara de ensayos (L2/A) Potencia
requerida (AU3) Presión sobre las paredes de la
cámara (rU2)
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Túnel supersónico
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Túnel para aerodinámica civil
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Túneles aerodinámicos
41
(No Transcript)
42
Perfil NACA 0012
43
NACA 0012, tomas de presión
44
Medida de coeficiente de presión
45
(No Transcript)
46
(No Transcript)
47
(No Transcript)
48
(No Transcript)
49
(No Transcript)
50
Medida de presión manómetro
p rgh
51
p1 - p2 kdd kVV
52
Tubo de Pitot
53
Medida de velocidad
54
Medida de coeficiente de presión
55
Medida de fuerzas
56
(No Transcript)