Tunel de Viento
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TUNEL DE VIENTO
Análisis de Semejanza:Para nuestro túnel de viento, nos basamos en un modelo real de 3x3m, y se analizara para con una entrada cuadrada y en escalas de 1:50, 1:30, 1:24 y 1:18
Se consideró aire a 25°C y agua a 20°C.
ρ µAGUA 998 Kg/m3 1.002*10ʌ-3AIRE 1.184 kg/m3 1.849 *10ʌ-5
Para este análisis se requerirá una igual de Número de Reynolds, para distintas sustancias en distintas escalas
ESCALA 1:50 a) Si la velocidad del aire es 100km/h = 27.78m/s
ρagua∗V agua∗Lprototipoµagua
=ρaire∗V aire∗Lmodelo
µaire
998∗V agua
1.002∗10 ʌ−3=1.184∗27.78∗Lmodelo1.849∗10 ʌ−5∗Lprototipo
V agua=89.301m /s
De la escala, hallamos el área
Area=3∗3502
=0.0036m2
Entonces el caudal será:
Q=0.0036∗89.301=0.321 m3
s
b) Si la velocidad del aire es 250km/h = 69.44m/s
ρagua∗V agua∗Lprototipoµagua
=ρaire∗V aire∗Lmodelo
µaire
998∗V agua
1.002∗10 ʌ−3=1.184∗69.44∗Lmodelo1.849∗10 ʌ−5∗Lprototipo
V agua=223.219m /s
De la escala, hallamos el área
Area=3∗3502
=0.0036m2
Entonces el caudal será:
Q=0.0036∗223.219=0.8 m3
s
c) Si la velocidad del aire es 10m/s
ρagua∗V agua∗Lprototipoµagua
=ρaire∗V aire∗Lmodelo
µaire
998∗V agua
1.002∗10 ʌ−3=
1.184∗10∗Lmodelo1.849∗10 ʌ−5∗Lprototipo
V agua=32.146m /s
De la escala, hallamos el área
Area=3∗3502
=0.0036m2
Entonces el caudal será:
Q=0.0036∗32.146=0.115 m3
s
ESCALA 1:30 a) Si la velocidad del aire es 100km/h = 27.78m/s
ρagua∗V agua∗Lprototipoµagua
=ρaire∗V aire∗Lmodelo
µaire
998∗V agua
1.002∗10 ʌ−3=1.184∗27.78∗Lmodelo1.849∗10 ʌ−5∗Lprototipo
V agua=53.58m /s
De la escala, hallamos el área
Area=3∗3302
=0.01m2
Entonces el caudal será:
Q=0.01∗89.301=0.536 m3
s
b) Si la velocidad del aire es 250km/h = 69.44m/s
ρagua∗V agua∗Lprototipoµagua
=ρaire∗V aire∗Lmodelo
µaire
998∗V agua
1.002∗10 ʌ−3=1.184∗69.44∗Lmodelo1.849∗10 ʌ−5∗Lprototipo
V agua=133.93m /s
De la escala, hallamos el área
Area=3∗3302
=0.01m2
Entonces el caudal será:
Q=0.01∗133.93=1.33m3
s
c) Si la velocidad del aire es 10m/s
ρagua∗V agua∗Lprototipoµagua
=ρaire∗V aire∗Lmodelo
µaire
998∗V agua
1.002∗10 ʌ−3=
1.184∗10∗Lmodelo1.849∗10 ʌ−5∗Lprototipo
V agua=19.29m /s
De la escala, hallamos el área
Area=3∗3302
=0.01m2
Entonces el caudal será:
Q=0.01∗19.29=0.1929m3
s
ESCALA 1:24 a) Si la velocidad del aire es 100km/h = 27.78m/s
ρagua∗V agua∗Lprototipoµagua
=ρaire∗V aire∗Lmodelo
µaire
998∗V agua
1.002∗10 ʌ−3=1.184∗27.78∗Lmodelo1.849∗10 ʌ−5∗Lprototipo
V agua=42.864m /s
De la escala, hallamos el área
Area=3∗3242
=0.0156m2
Entonces el caudal será:
Q=0.0156∗42.864=0.67 m3
s
b) Si la velocidad del aire es 250km/h = 69.44m/s
ρagua∗V agua∗Lprototipoµagua
=ρaire∗V aire∗Lmodelo
µaire
998∗V agua
1.002∗10 ʌ−3=1.184∗69.44∗Lmodelo1.849∗10 ʌ−5∗Lprototipo
V agua=107.15m /s
De la escala, hallamos el área
Area=3∗3242
=0.0156m2
Entonces el caudal será:
Q=0.0156∗107.15=1.67 m3
s
c) Si la velocidad del aire es 10m/s
ρagua∗V agua∗Lprototipoµagua
=ρaire∗V aire∗Lmodelo
µaire
998∗V agua
1.002∗10 ʌ−3=
1.184∗10∗Lmodelo1.849∗10 ʌ−5∗Lprototipo
V agua=15.43m /s
De la escala, hallamos el área
Area=3∗3242
=0.0156m2
Entonces el caudal será:
˙
Q=0.0156∗15.43=0.24 m3
s
ESCALA 1:18 a) Si la velocidad del aire es 100km/h = 27.78m/s
ρagua∗V agua∗Lprototipoµagua
=ρaire∗V aire∗Lmodelo
µaire
998∗V agua
1.002∗10 ʌ−3=1.184∗27.78∗Lmodelo1.849∗10 ʌ−5∗Lprototipo
V agua=32.148m /s
De la escala, hallamos el área
Area=3∗318
=0.0277m2
Entonces el caudal será:
Q=0.0277∗32.148=0.893 m3
s
b) Si la velocidad del aire es 250km/h = 69.44m/s
ρagua∗V agua∗Lprototipoµagua
=ρaire∗V aire∗Lmodelo
µaire
998∗V agua
1.002∗10 ʌ−3=1.184∗69.44∗Lmodelo1.849∗10 ʌ−5∗Lprototipo
V agua=80.36m / s
De la escala, hallamos el área
Area=3∗3182
=0.0277m2
Entonces el caudal será:
Q=0.0277∗80.36=2.2322 m3
s
c) Si la velocidad del aire es 10m/s
ρagua∗V agua∗Lprototipoµagua
=ρaire∗V aire∗Lmodelo
µaire
998∗V agua
1.002∗10 ʌ−3=
1.184∗10∗Lmodelo1.849∗10 ʌ−5∗Lprototipo
V agua=11.572m /s
De la escala, hallamos el área
Area=3∗3182
=0.0277m2
Entonces el caudal será:
˙
Q=0.0277∗11.572=0.321 m3
s
SELECCIÓN DE UNA BOMBA: Como el caudal es demasiado para ser real, es por eso que se buscó distintas bombas comerciales y entre ellas escogimos algunas para distintos caudales.
SERIE FH
Características:
Caudal máximo hasta 700 metros cúbicos por hora = 0.194m3/s Altura de elevación máxima hasta 100 metros. Motores monofásicos de 2 y 4 polos hasta 7,5 KW. Motores trifásicos de 2 y 4 polos. Presión máxima de trabajo de 12 BAR.
Esta bomba se usaría para un análisis a escala de 1:30 a una velocidad de 10 m/s
Pedrollo F FM 32 160C
CARACTERISTICAS
Caudal hasta 6000 l/min (360 m³/h)=0.1m3/s
Altura manométrica hasta 95 m
Altura de aspiración manométrica hasta 7 m Presión máxima en el cuerpo bomba 10 bar (PN 10)
Esta bomba se usaría para un análisis a escala de 1:50 a una velocidad de 10 m/s
MESA DE ANALOGIAS DE STOKES
Este ensayo permite visualizar mediante un colorante las líneas de corriente,
demás nos permite visualizar el comportamiento de dichas líneas alrededor de
perfiles.
DESCRIPCION DEL EQUIPO
Construido íntegramente en plexiglass, calidad cristal cero de 13 mm. de
espesor nido con pegamento y tornillos que los hacen resistente a los
impactos y con guarniciones de bronces cromados.
Tiene incorporado una cantidad aproximada de 900 bolitas de vidrio que
actúan como disipadores, filtro y uniformizador de flujo.
Está equipado con una válvula esférica de 3/8” para el suministro de
agua de la fuente externa y dos válvulas esféricas de 1/2” para el
desagüe.
Está equipado con una cámara de salida para recoger el agua que sale
de la mesa para su evacuación.
Dimensiones:
Altura 170 mm.
Ancho 440 mm.
Largo 1150 mm.
Espesor de las planchas 13 mm.
Peso neto 26.6 Kg.
Peso bruto 37.0 Kg
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
El equipo está concebido para generar flujos planos bidimensionales en
régimen laminar de apenas 3 mm de espesor. Posee una cámara de disipación
de la energía de la fuente de suministro de agua mediante bolitas de vidrio,
pasando luego a una cámara de reposo a través de una serie de orificios de
donde sale finalmente por rebosamientos a la mesa de observación
consistente en un vidrio plano de 8 mm de espesor cuadriculado y pavonado.
Puede nivelarse mediante 4 tornillos instalados en la base y 2 niveles de
burbuja instalados transversalmente.
La visualización de las líneas de corriente se logra mediante la disolución de
gránulos de permanganato de potasio.
FINALIDAD
Es posible visualizar el flujo permanente, ya que tendríamos el caudal
constante, y además el área es conocida (nos proporcionan las medidas
de la mesa), la velocidad resulta ser constante obteniéndose así un flujo
permanente.
Visualización y comportamiento de las líneas de corriente alrededor de
perfiles o cuerpos impermeables. Se logrará mediante la disolución de
permanganato de potasio: este colorante da una coloración morada al
fluido (en este caso agua), permitiéndonos visualizar las formas que
adquieren las líneas de flujo al chocar con los cuerpos, dependiendo de
la geometría del perfil colocado.
Visualización y perturbación del paso de una flujo uniforme a través de
una serie de tuberías de eje perpendicular al plano de flujo. Es posible
visualizar esta perturbación, ya que cada vez que se cambia el perfil, se
puede ver el comportamiento del flujo; todo depende de la geometría de
los perfiles.