Actualmente el LEEM-UZ, a través de uno de nuestros socios quien desarrolla en estos meses su proyecto final de carrera de Ingeniería Aeronáutica, está en fase de construcción de un túnel de viento que estará disponible para su uso en proyectos de la asociación en octubre de este año 2014 aproximadamente.
Este túnel de viento será utilizado por LEEM-UZ para proyectos de análisis aerodinámicos y como herramienta de investigación para el estudio de los efectos del movimiento del aire alrededor de objetos sólidos. Objetos que pueden provenir, entre otros, de nuestra división de cohetería amateur.
PRINCIPIOS FÍSICOS DEL TÚNEL DE VIENTO:
El funcionamiento de un túnel de viento se explica a través del llamado efecto Venturi. Este efecto consiste en que un fluido en movimiento dentro de un conducto cerrado disminuye su presión al aumentar la velocidad después de pasar por una sección menor. Si en este punto del conducto se introduce el extremo de otro conducto, se produce una aspiración del fluido que va a pasar al segundo conducto.
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| Esquema del efecto Venturi. Crédito: Wikipedia |
El principio de Bernoulli se entiende gracias a la ecuación con su mismo nombre. En la ecuación se demuestra que la suma de los componentes de la energía de un fluido es constante. Los componentes de la energía son la cinética, la energía del flujo y la potencial. La suma de las diferentes energías siempre será constante. En la siguiente ecuación, la de Bernoulli, se presentan las diferentes energías respectivamente:
FUNCIONAMIENTO DEL TÚNEL DE VIENTO:
El túnel de viento en fase de construcción para LEEM-UZ posee unos 3 metros de longitud y 1,20 metros de altura. A continuación se muestran los diseños y algunas fotografías de la fase de construcción de nuestro futuro túnel de viento:
En la entrada del túnel se sitúan rejillas y otros elementos como paneles de abeja o similares, que tienen la función de que el aire entre de la manera más laminar y estable posible.
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| Fotografía de la entrada del túnel de viento |
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| Fotografía de la parte posterior de la entrada del túnel donde puede apreciarse la fase estabilizadora |
La función del cono de aceleración la podemos explicar mediante el principio de Bernoulli. El cono presenta una disminución de sección que implica una disminución de la presión y un aumento de la velocidad para conservar la energía total del fluido. Este aumento de la velocidad es el buscado para realizar la simulación en la cámara de ensayos.
En la cámara de ensayos es donde se sitúa el objeto del estudio. La sección no varía para tener unas condiciones lo más estables posibles. En la cámara, el flujo tiene que circular de forma laminar hasta encontrarse con el objeto del estudio. Una vez se encuentre con el objeto se estudia el efecto que el objeto tiene sobre el flujo. Se estudia la forma en que el flujo se distribuye sobre el objeto y se presta especial atención a posibles efectos turbulentos del aire.
El difusor, como el cono de aceleración, tiene la función de variar la velocidad del flujo. Aunque en este caso, la variación es negativa, la velocidad del flujo disminuye. Esta disminución viene dada ante la necesidad de disminuir también las pérdidas que se presentan en las altas velocidades.
El ventilador es el encargado de desalojar el aire del túnel de viento y crear el flujo de aire. Existen configuraciones de túneles de viento en el que el ventilador se encuentra en la entrada del túnel. Esta última configuración presenta problemas en la forma laminar del flujo.
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| Esquema del ventilador que se situará a la salida del túnel |
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| Fase de construcción del túnel con la entrada y la cámara de ensayos |
Iremos actualizando entradas con las siguientes fases de contrucción del futuro túnel de viento de LEEM-UZ.
