TUNEL DE VIENTO

ALUMNOS:JOSE ALBERTO RAMIREZNOEL ORTEGA MIRANDAPEREZ MARTINEZ GUSTAVO ALBERTO TUNEL DE VIENTOINDICE1. QUE ES UN TUNEL DE VIENTO2.FUNCIONAMIENTO3.TIPOS DE TUNELES DE VIENTOUn tnel de viento es un equipo que genera una corriente de aire, limitado por un conducto de seccin especifica y/o variable a lo largo del mismo, para lograr condiciones especiales en el flujo y simular el movimiento de objetos con el fin de analizar fenmenos aerodinmicos, como fuerzas y lneas de corriente.QUE ES EL TUNEL DE VIENTO?

Eningeniera, untnel de vientoo tnel aerodinmico es una herramienta de investigacin desarrollada para ayudar en el estudio de los efectos del movimiento del aire alrededor de objetos slidos. Con esta herramienta se simulan las condiciones que experimentar el objeto de la investigacin en una situacin real. En un tnel de viento, el objeto o modelo, permanece estacionario mientras se propulsa el paso deaireogasalrededor de l.

Se utiliza para estudiar los fenmenos que se manifiestan cuando el aire baa objetos como aviones, naves espaciales, misiles, automviles, edificios o puentes.

En Ingeniera del viento , las pruebas en tnel de viento se utilizan para medir la velocidad alrededor, y las fuerzas o presiones sobre las estructuras. Edificios muy altos, edificios con formas inusuales o complicados, puentes colgantes de cables o cable permaneca el puente se analizan en la capa lmite atmosfrica tneles de viento especializados.

Estos cuentan con una seccin larga ceida para representar con precisin la velocidad del viento y el perfil de las turbulencias que acta sobre la estructura. Pruebas de tnel de viento proporcionan las mediciones de la presin de diseo necesarias en el uso del anlisis y control de edificios altos dinmica.

El aire es soplado o aspirado a travs de un conducto equipado con rejillas estabilizadoras al comienzo para garantizar que el flujo se comporte de manera laminar o con obstculos u otros objetos si se desea que se comporte de forma turbulenta. Los modelos se montan para su estudio en un equipo llamado balanza a la cual estn adosados los sensores que brindan la informacin necesaria para calcular los coeficientes de sustentacin y resistencia, necesarios para conocer si es factible o no emplear el modelo en la vida real. Adems son empleados otros dispositivos para registrar la diferencia de presiones en la superficie del modelo en cuestin. Los resultados prcticos deben ser comparados con los resultados tericos, teniendo fundamentalmente en cuenta el Nmero de Reynolds y el Nmero Mach que constituyen los criterios de validacin en las pruebas con modelos a escala.FUNCIONAMIENTOLas clasificaciones bsicas de un tnel de viento son: de acuerdo a su arquitectura bsica (circuito abierto - circuito cerrado); de acuerdo a la velocidad (subsnico - transitico - supersnico - hipersnico); de acuerdo a la presin (atmosfrico, densidad variable); de acuerdo al tamao (ordinarios - escala real). Pero nosotros nos enfocaremos solamente a los de circuito abierto y cerrado.TIPOS DE TUNELES DE VIENTOTNELES DE VIENTO AERONUTICAS Alto nmero tneles Reynolds

Nmero de Reynolds es uno de los parmetros de similitud que rigen para la simulacin de flujo en un tnel de viento. Por nmero de Mach de menos de 0,3, que es el parmetro primario que gobierna las caractersticas de flujo. Hay tres maneras principales para simular alto nmero de Reynolds, ya que no es prctico para obtener escala de nmeros Reynolds por completo el uso de un vehculo a gran escala.

Tneles a presin - Los gases de prueba se presurizan para aumentar el nmero de Reynolds.

Tneles de gas de gran tonelaje - Gases ms pesados como el fren y R-134a se utilizan como gases de prueba. El tnel dinmica transnico en la NASA Langley es un ejemplo de tal un tnel.Tneles criognicos - Aqu gas de prueba se enfra hacia abajo para aumentar el nmero de Reynolds. El tnel del viento de Europa transnica utiliza esta tcnica.

Tneles de alta altitud - Estos estn diseados para poner a prueba los efectos de las ondas de choque de nuevo varias formas aeronaves en vaco cercano. En 1952 la Universidad de California construy los dos primeros tneles de viento a gran altura. Uno para probar objetos a 50 y 70 kilmetros por encima de la tierra y el segundo para las pruebas de 80 a 200 millas sobre la tierra.

V / STOL tneles

V / STOL tneles requieren gran rea de seccin transversal, pero slo pequeas velocidades. Dado que la potencia vara con el cubo de la velocidad, la potencia necesaria para la operacin tambin es menor. Un ejemplo de un tnel V / STOL es la NASA Langley

El tnel de viento en escala real del Langley Research Center permanece operativo desde 1931 y ha visto pasar los prototipos ms conocidos de la NASA, los aviones de la compaa Boeing e incluso los coches de la frmula NASCAR. El tnel tiene diez metros de alto por veinte de ancho y dos turbinas de 4.000 caballos que impulsan una corriente de aire a 180 km/h.

Vuelta tneles

Aviones tiene una tendencia a ir a dar vueltas cuando estn en vuelo. Estos tneles son utilizados para estudiar este fenmeno.

Automvil tneles

Tneles de automviles son de dos categoras:

Tneles de flujos externos - Se utiliza para estudiar el flujo externo a travs del chasis

Tneles climticos - Se usa para evaluar el desempeo de los sistemas de puertas, sistemas de frenado, etc en diferentes condiciones climticas. La mayora de los fabricantes de automviles tienen sus propios tneles de viento climticos

Tneles aeroacsticas

Estos tneles se utilizan en los estudios de ruido generado por el flujo y su supresin.

Existen bsicamente dos tipos de tneles de viento (circuito abierto y cerrado) y dos configuraciones para la cmara de pruebas (seccin abierta y cerrada)CIRCUITO ABIERTO Y CERRADO

Los dos tipos de tneles presentan las mismas partes:a. Cmara de pruebas.b. Difusorc. Primera esquina, presenta acondicionadores de flujo.d. Seccin de rea constantee. Malla de seguridad del ventilador.f. Segunda esquina, presenta acondicionadores iguales al de la primera esquina.g. Transicin de seccin rectangular a circular.h. Ventilador (sistema de propulsin).i. Retorno o segundo difusor.j. Tercera esquina, con acondicionadores de flujo.k. Seccin de rea constantel. Intercambiador de calor.m. Cuarta esquina, con acondicionador de flujo iguale a la tercera esquina.n. Difusor de Angulo pronunciado.o. Cmara de ajustes.p. Mallas acondicionadoras de flujo.q. Contraccin.PARTES PRINCIPALES

Ventilador:

Produce la corriente de aire del circuito en el que se desarrolla la circulacin de aire. Debe ser la velocidad adecuada para que la medicin sea exacta.

Cmara de ensayos:

En la que se sita el modelo experimental a probar. El tamao de la cmara de ensayo es una de las caractersticas ms importante de un tnel, ya que una de grandes dimensiones permite probar modelos sin gran reduccin de escala con respecto al original, lo que permite mantener el ndice de semejanza del nmero de Reynolds.

Estabilizadores de corriente tras el ventilador:

Con el fin de que quede anulada la rotacin comunicada por el ventilador.

Ventanillas anti-pompaje:

Ventanillas o rejillas que permiten el equilibrio de las presiones y evitan las oscilaciones crticas de las mismas.

Difusor:

Con el objetivo de reducir la velocidad expandiendo el fluido y recuperando la presin esttica, el difusor est dividido en dos partes por el ventilador. Los difusores son muy sensibles a errores de diseo, pueden crear separacin de la capa lmite de manera intermitente o estable que es difcil de detectar y pueden crear vibraciones en el tnel, oscilacin en el ventilador y variacin en la velocidad de la seccin de prueba. Hay que tener en cuenta que el aire que llega al difusor no es laminar, el aire que sale de la seccin de prueba no es uniforme lo que hace cada vez ms difcil el trabajo del difusor.

Cono de contraccin

Tiene la funcin de aumentar la velocidad del flujo. Los tneles aerodinmicos se pueden construir de diferentes materiales como por ejemplo: de chapas de acero, aluminio, fibrocemento, tejido metlico con mampostera, plstico reforzado etc. Sin embargo la construccin mixta de madera y acero se impuso finalmente, pues el mismo es fcil de trabajar y mantener.TUNEL DE VIENTO CERRADOEn la cmara de pruebas, se genera una corriente de aire de velocidad controlada, el sistema de propulsin (ventilador y el equipo regulador), se encarga de hacer circular el aire. La contraccin disminuye la seccin de forma suave hasta la cmara de pruebas, acelerando la corriente hasta la velocidad que ha de tener en ella. Al ser un tnel de circuito cerrado, es necesario forzar a la corriente a realizar giros, pero de manera ordenada, sin elevar mas all de lo razonable la perdida de carga ni introducir perturbaciones en la corriente.

En este caso el flujo que sale no recircula directamente por el tnel. Generalmente presenta las mismas partes que en el tnel de circuito cerrado. Se definen en tneles tipo soplador, donde son impulsados por un ventilador centrifugo, y tipo succin donde se emplea un ventilador axial, segn se observa en la figuraTUNEL DE VIENTO ABIERTO

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Ecuacion de energia y definicion de perdidas totales del sistema.

La velocidad del aire a travs de la seccin de prueba se determina por el principio de Bernoulli . La medicin de la presin dinmica , la presin esttica , y (para flujo compresible solamente) el aumento de temperatura en el flujo de aire.

Dado que el aire es transparente, es difcil observar directamente el propio movimiento del aire. En cambio, varios mtodos de mtodos de visualizacin de flujo, tanto cuantitativos como cualitativos se han desarrollado para la prueba en un tnel de viento.Visualizacin de flujo

Suspensiones de evaporacinSon simplemente una mezcla de una especie o polvo fino, talco, arcilla mezclada o en un lquido con un bajo calor latente de evaporacin. Cuando el viento se enciende el lquido se evapora rpidamente dejando atrs la arcilla en un patrn caracterstico del flujo de aire.

Aceite

Cuando el aceite se aplica a la superficie del modelo puede mostrar claramente la transicin de flujo laminar a turbulento, as como la separacin del flujo.

NieblaNiebla (por lo general de las partculas de agua) se crea con un ultrasonido piezoelctrico nebulizador . La niebla se transporta en el interior del tnel de viento (preferiblemente del circuito cerrado y tipo de seccin de pruebas cerrada). Una rejilla calentado elctricamente se inserta antes de la seccin de prueba que se evapora las partculas de agua en su zona formando hojas niebla. La funcin de hojas de niebla que simplifica el modelo de prueba cuando es iluminado por una lmina de luz.

Aerodinmica y teora de fluidosCalibracinDiseo de ventiladores, alabes y hlicesPOSIBILIDADES DE USO

Aerodinamica y teoria de fluidos: medicion de caudal, distribucion velocidad y presion,numero de Reynoldscalibracion: generacion de curvas de ventiladores, calibracion de medidoresde flujo, velocidad y presion.diseno de ventiladores, alabes y helices: se logra mediante la combinacionde las 2 primeras ramas, en donde es necesario implementar las tecnicas de medicion yadquisicion de datos relevantes de la teoria aerodinamica y combinarlo con elrendimiento y eficiencia mostrada por un ventilador, turbina de viento, helice y cualquierotro equipo sometido a diseno.38Los tneles de viento, incluso pueden ayudar a los ingenieros de diseo de naves espaciales para trabajar en otros mundos.