Instituto Politcnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniera Mecnica y Elctrica

Unidad Profesional Ticomn

Dinmica de Fluidos

4AM1

Practica 4

CALIBRACIN DEL TNEL DE PRESIN DE IMPACTO

Campa Garza Luis Guillermo

Cortez Rubio Luis Fernando

Cruz Hernndez Eduardo Alberto

Cruz Hernndez Raymundo

Espinosa Prez Guillermo

Objetivo: Obtener la constante de calibracin del tnel de presin total marca Plint & Partners modelo TE-44.

Equipo y material: Tnel de presin Plint & Partners modelo TE-44. Mecanismo de exploracin universal. Manmetro de 36 columnas. Tubo Pitot.

1. Determinacin de las condiciones ambientales.

a) Se debern de efectuar lecturas en los instrumentos barmetro, termmetro e higrmetro antes de iniciar y al finalizar los experimentos, anotando los valores en la tabla siguiente: InicialesFinalesPromedio

Temperatura ambiente19C20C19.5C

Presin baromtrica578mmHg577mmHg577.5mmHg

Humedad Relativa807879

b) Con los valores promedio obtenidos se deber calcular la densidad del aire en el laboratorio. Densidad del aire en el laboratorio:

2.- Determinacin de la constante de calibracin del tnel de viento TE-44.

Determinar de la constante de calibracin del tnel de viento de un TT-44.

a) Colocar el tubo Pitot en la posicin 0,0 del mecanismo de explotacin transversal.

b) Seleccionar un nivel de referencia en el manmetro de 36 columnas, observando que este se encuentre perfectamente nivelado y conectar dos columnas a sendas tomas de presin esttica y total.

c) Accionar el tnel y ajustar las compuertas de entrada de aire hasta que se obtenga en el manmetro inclinado una lectura de presin diferencia (PDR) igual a 5 mmH2O y proceder a medir la presin total y la presin esttica, anotando los resultados los resultados en la tabla siguiente, para posteriormente continuar y repetir las mediciones para PDR's iguales a 10,15 20 25 mmH2O Y PDR MXIMO.

Debido al empleo de un manmetro inclinado a 30 se tuvo que multiplicar por el sen(30) para obtener las mediciones correctas de las presiones tanto totales como estticas.

Valor de las presiones PT y PE mostradas en el manmetro inclinado:

PT mmHOPE mmHO

21.422.2

20.522.2

19.722.2

1922.2

18.222.2

17.422.2

16.622.2

15.822.2

1522.2

14.222.2

13.622.2

Se utiliza el siguiente factor de conversin de presiones para poder aplicar la frmula de la velocidad de un fluido mediante el clculo de la presin dinmica.

Se obtienen los valores de la velocidad mediante la siguiente frmula con los valores conocidos de la presin dinmica en Pascales:

Datos obtenidos por el tnel de viento TE-44

PDR mmHOPT sen(30)PE sen(30)q sen(30)q PaV m/sq/PDR

510.7-11.121.8213.85821.6024.320

1010.25-11.121.35209.44421.3782.138

159.85-11.120.95205.52021.1761.412

209.5-11.120.6202.08620.9991.050

259.1-11.120.2198.16220.7940.832

308.7-11.119.8194.23820.5870.686

358.3-11.119.4190.31420.3780.582

407.9-11.119186.39020.1670.504

457.5-11.118.6182.46619.9530.443

507.1-11.118.2178.54219.7380.395

546.8-11.117.9175.59919.5740.362

La constante de calibracin K se obtiene sumando los diferentes valores q/PDR y dividindolos entre el nmero de lecturas de PDR:

3.- Registro grfico

Realice las grficas q vs PDR y velocidad vs PDR.

Cuestionario

1. En la prctica se emplearon como unidades de presin los mmH2O pero si las columnas del manomtrico hubiera tenido alcohol en lugar de agua, explique cmo puede obtener la equivalencia entre milmetros de alcohol y milmetros de agua, y en general como se obtiene una equivalencia entre milmetros de cualquier lquido manomtrico y milmetros de agua. Con el peso especifico del agua, obtenemos la presin en unidades britnicas o en el SI. Con esas unidades podemos hacer equivalencias entre presin, como por ejemplo cambiar la presin de atmosferas a mmH2O, y a Pascales, o sus similares en el sistema britnico.Con el peso especfico, o con la densidad en su defecto, podemos establecer equivalencias entre cualquier lquido manomtrico y el agua. 2. Es posible obtener la velocidad del viento en el tnel solamente con el valor de la densidad del aire y la lectura PDR? Si su respuesta es afirmativa explique como lo hara. Las lecturas de presin esttica y diferencial pueden ser transformadas en velocidad o numero de MACH o cualquier otro dato que sea necesario utilizando las ecuaciones adecuadas. Se han desarrollado una gran cantidad de mtodos para determinar la velocidad del aire. Independientemente del mtodo utilizado el teorema de Bernoulli es el ms usado para calcular la velocidad a partir de la presin. H: Presin total.P: Presin esttica.3. Cul es la ventaja de calibrar al tnel de viento?Cuando se disea o se construye un tnel de viento, este se basa en algunas propiedades fsicas del aire, como son la presin, temperatura, densidad, etc. En el momento en que se traslada un tnel de viento que opera en perfectas condiciones (estndar) a un sitio donde (por ejemplo) la temperatura cambia. Este tnel ya no funciona como debera operar normalmente, es por ello la importancia de calibrar un tnel de viento, donde ms que alterarlo fsicamente, solo se le construye una constante que representa la desviacin de las condiciones normales y con ello acercarlo lo ms posible a una lectura mas real. 4. Explique un mtodo general para calibrar a cualquier tipo de tnel de viento. (consulta la bibliografa).Existen diferentes artefactos de calibracin ya establecidos, como el guiometro en el cual solo se tiene que seguir una serie de pasos concretos y concisos para poder calibrar el tnel. 5. Adems de obtener la constante de calibracin Qu otras actividades intervienen en la calibracin de tnel?La variacin de velocidad, la densidad del aire, la temperatura y la presin atmosfrica.

6. Cules son las caractersticas de un tnel de presin total?Las caractersticas generales de diseo se pueden dividir en dos grupos que son: los requerimientos de potencia y el diseo aerodinmico. Un tnel de viento abierto consiste esencialmente de cuatro componentes bsicos: La seccin de entrada: esta se localiza corriente arriba de la seccin de trabajo y puede contener la toma de aire y la cmara de tranquilizacin. La seccin de pruebas: En esta parte se montan los modelos para ser estudiados y donde se pueden hacer las observaciones requeridas. El difusor: La funcin del difusor es convertir la energa cintica del aire, a la salida de la seccin de prueba, en energa de presin tan eficiente como sea posible. La unidad Motriz: La seccin del motor, invariablemente, depende de cuatro parmetros importantes que son: El gasto de flujo que est en funcin del tamao de la seccin de prueba y de la velocidad en este. Las prdidas de presin causadas por cada uno de los componentes del sistema como ductos, redes, paneles, reducciones y obstculos. Espacio disponible y costo del motor. Tipo de control, aunque es implcito al costo del conjunto motriz, es importante definirlo porque de este dependen ciertas caractersticas aerodinmicas.

Conclusin.

Para esta prctica, como diferencia principal se utiliz un tnel de viento ms potente que los anteriores, lo que nos permite hacer o poner en prctica casos ms reales o con objetos de mayor tamao.Como parte de la practica se realizo la medicin de la presin esttica, como en las dems prcticas, con la diferencia que aqu se usaron mm de agua, lo que es una gran diferencia con respecto a los manmetros anteriores, que el fluido no era agua.

Debido a esto, tendremos que obtener una equivalencia.

El tnel de viendo debi ser calibrado y debido a las dimensiones de ste, la calibracin se torno un poco complicada debido al ruido, ya que fue necesario ms de 1 persona para lograrlo.

Las lecturas se dieron en un manmetro de 36 columnas, que da muchos mas datos que los manmetros utilizados anteriormente, pero slo nos interesaron los de presin esttica, por lo que las dems columnas no fueron de ayuda pero tampoco estorbaron durante el procedimiento de la prctica.

En un aspecto muy sencillo, o dicho de forma sencilla, est practica nos ayudo a poder determinar la velocidad, y presin esttica con un fluido diferente, el agua, que nos oblig de cierta manera, a poder obtener un factor de conversin para tener nuestros datos a las caractersticas que se nos han pedido desde el inicio.