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Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Ticomán Dinámica de Fluidos Practica No. 6 “Obtención de la Curva de Calibración del Guiñometro” Alumnos:    

Joaquín Crisóstomo Cesar Isay Juárez Ramírez Manuel Armando Juárez Torres Miguel Ángel Lara Robles José Pablo

Grupo:

4AM2

Fecha: 23– Octubre – 2015

DESARROLLO Al inicio y final de la práctica se tomaron valores, con los siguientes datos para poder obtener la densidad del aire en el laboratorio llenando la siguiente tabla, ya que con esos datos seria calculada: Iniciales Temperatura Ambiente Presión Barométrica Humedad Relativa

Finales

Promedio

18°C

18°C

18°C

578 mm de Hg

578 mm de Hg

578 mm de Hg

77%

76%

76.5%

Una vez concluido eso se procedió a realizar los cálculos de la densidad del aire del laboratorio: 1-

[

1 (18 ° C ) °C Pcorr=578 mmHg 1 1+0.0001818 (18 ° C) °C 1+ 0.0000184

]

Pcorr=576.30 mmHg 29 t= ( 18 ° C ) +32=64.4 ° F 5 Ps=2.685+ 3.537 ×10−3 (64.4 2.245) Ps=43.38

43.38 43.38

lb f pie

2

lb f pie 2

lb f pie2 211.75

x

kg f m2

X =211.75

kgf m

2

3Pv =0.765 (211.75

Pv =161.98

kg f m

2

)

kg f 2

m

4Pz =576.30 mmHg=7820.38

7820.38 ρ z=

kg f 2

kgf m2

−0.3779(161.98

kg f

m m m m 9.81 2 .29.256 .291° K °K s

ρ z=0.0929

2

)

kg UTM =0.9115 3m 3 m m

2.- Obtención de la curva de calibración del guiñómetro: Para obtener la curva se deberán seguir los siguientes pasos: a) Coloque la balanza aerodinámica en el túnel; b) Coloque el guiñómetro en la varilla de extensión, sin olvidar identificar la toma superior e inferior; c) Asegúrese de que el transportador de la balanza esté en la posición 0º y coloque en esta el brazo de montaje del guiñómetro y con ayuda del nivel de burbuja ajústelo en forma perfectamente horizontal, para inmediatamente apretarlo firmemente con la tuerca de sujeción de la balanza aerodinámica; d) Accione el túnel y abra totalmente las compuertas de admisión del aire para trabajar con PDR máximo; e) Mida los valores de Hs y Hi para diversos ángulos de inclinación del guiñómetro, anotando los resultados en la tabla siguiente. (Anote también el valor de la presión

dinámica q calculado con q=(PDR)(K) en donde K es el valor de la constante de calibración del túnel).

K=0.316

PDR=56 mm H 2 O q=17.7 mm H 2 O

ANGULO DE INCLINACI ON DEL GUIÑOME TRO

Hs mmH2O

Hi mmH2O

T=Hs-Hi

-10

3.1

1.7

1.4

-9

3

1.8

1.2

-8

2.9

1.9

1

-7

2.8

2

0.8

-6

2.7

2.1

0.6

-5

2.6

2.2

0.4

-4 -3

2.5 2.4

2.3 2.4

0.2 0

-2

2.4

2.5

-0.1

-1

2.4

2.6

-0.2

0

2.3

2.7

-0.4

1

2.2

2.9

-0.7

T/q 0.079096 045 0.067796 61 0.056497 175 0.045197 74 0.033898 305 0.022598 87 0.011299 435 0 0.005649 72 0.011299 44 0.022598 87 0.039548 02

f)

2

2.2

3

-0.8

3

2.1

3.2

-1.1

4

2

3.4

-1.4

5

2

3.5

-1.5

6

1.9

3.7

-1.8

7

1.8

3.8

-2

8

1.6

3.9

-2.3

9

1.5

4

-2.5

10

1.3

4.2

-2.9

0.045197 74 0.062146 89 0.079096 05 0.084745 76 0.101694 92 0.112994 35 0.129943 5 0.141242 94 0.163841 81

Con los datos obtenidos grafique T/q vs ángulo de inclinación del guiñometro

T/q vs Angulo de Inclinacion 0.1 0.05

-11 -10 -9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11

-0.05 -0.1 -0.15 -0.2

3.- Cuestionario. 1. ¿Por qué es necesario conocer los valores de inclinación del viento en la sección de prueba del túnel? Porque es necesario conocer el ángulo con que está incidiendo el viento sobre el modelo que queremos probar, pues en ocasiones se debe de conocer este dato para minimizar errores en los cálculos o por ejemplo conocer ángulos de ataque eficientes de un perfil alar. 2. ¿Por qué el instrumento utilizado recibe el nombre de guiñómetro? Porque guiño significa observar bien hacia dónde se dirige un objeto, en este caso un ángulo de dirección y metro de medir, es decir, instrumento que mide la desviación angular. 3. Describa do tipos de guiñómetro diferentes utilizados en la práctica. a) Un guiñómetro en forma de esfera, puede tener más de dos tomas de presión y funciona dela misma manera utilizado en la práctica, con los guiñómetros de cinco tomas de presión se puede medir un flujo tridimensional, es decir, presión total, presión dinámica, presión estática, viento cruzado y el viento que se encuentra arriba del guiñómetro. b) Un guiñómetro de tipo garra, tiene una ventaja de ser construido fácilmente. Lleva dos tubos paralelos que se encuentran 45º fuera del eje que comparten y luego son girados 90º nuevamente hacia su eje común. Las entradas de los tubos se cortan aproximadamente dos diámetros de la línea centro. Se agrega un tercer tubo para medir la presión total.

4. En un experimento con un túnel TE-44 se obtuvo de presión dinámica igual a 35.82 mm H2O y un valor de T= 4.8 mm H2O con ayuda de la curva de calibración del guiñómetro determine el ángulo de inclinación del viento. Se observa que la curva es una línea recta y se puede hacer una regresión lineal para poder encontrar su ecuación de la forma que sigue:

y=ax+b=0.014435 x−8.571429 x 10−4 Además tenemos que:

T 4.8 = =0.134 q 35.82

Entonces se puede sustituir el anterior valor para poder encontrar el ángulo:

0.134=0.014435 x−8.571429 x 10−4

x=

0.134+8.571429 x 10−4 0.014435

x=9.34 º

Conclusiones: Joaquin Crisóstomo Cesar Isay En ésta práctica se pudo conocer un poco más sobre el comportamiento de un flujo que pasa por un túnel de viento de impacto; se determinó que el flujo que pasa por la tobera es más turbulento que en un túnel de succión por lo que tuvimos que determinar los ángulos de inclinación del flujo que pasa a través de la sección de pruebas. Estos ángulos que se determinaron gracias a la diferencia de presiones mediante T y q, nos brindaron la información necesaria por poder crear una gráfica que plasma el comportamiento del flujo al salir de fan. Y así, poder conocer y tener una idea más clara de que tan turbulento es el comportamiento del viento en un túnel de impacto. Juárez Ramírez Manuel Armando En la práctica se pudo observar de qué manera el flujo de aire se ve afectado por el ángulo de inclinación que se le dé el guiñometro, en este vas se reflejó como Hs y Hi se ven alterados debido a este ángulo de inclinación, asi mismo se observa que los valores de Hs y Hi van disminuyendo de manera regular, .2 en .2 obteniendo asi una gráfica de manera que la recta o semi recta generada es de pendiente negativa ya que va de mayor a menor Juárez Torres Miguel Angel Cuando se habla acerca de realizar pruebas en un túnel de viento es importante encontrar la curva de calibración del guiñometro para determinar los ángulos de variación del viento mediante la toma de presiones en el guiñometro. Al encontrar dicha curva podemos conocer como varia la presión ejercida por el flujo en la sección transversal al dar inclinaciones al guiñometro. Para el caso de nuestro tubo de viento el aumento de la presión de nuestra sección superior del guiñometro fue inversamente proporcional al crecimiento de la presión en la sección inferior mientras el ángulo aumentaba en magnitud.