Practica 5 Aero Dina Mica

NOMBRE DEL ALUMNO

Sarabia Varela Kevin Kasby.

GRUPO: 5AM2

Tema: Practica N°5 Distribución de Presión Alrededor de un NACA 0012

1

Objetivo

Determinar los coeficientes de levantamiento de un perfil NACA 0012 a diferentes ángulos de ataque mediante la integración de los coeficientes de presión sobre el extradós y el intradós del perfil.

Equipo Y Material

Túnel de Succión Plint & Partener *medidor de resistencia al avance Manómetro de 8 columnas * Tubo Pitot

1) Determinación de las condiciones ambientalesSe deberán de efectuar lecturas en los instrumentos (barómetro, termómetro e higrómetro) antes de iniciar y al finalizar los experimentos, anotando en la tabla los siguientes valores:

Iniciales Finales Promedio

Temperatura ambiente (C) 14°C 14°C 14°C

Presión barométrica (mm Hg) 590 591 590.5

Humedad relativa. 72% 74% 73%

Para obtener la densidad del aire en el laboratorio:

PB ar .Corr=590.5mmHg [ 1+0.0000184 1° C (14 ° )

1+0.00018181°C

(14 ° C ) ]=589.1526mmHg° F=9

5(17.1° C )+32=62.78 ° F

° F=95

(14 °C )+32=57.2 ° F

Ps=2.685+3.537×10−3 (57.2 ° F2.245 )=33.87 lbft2 [ 4.8824 kgm2

1lbft2

]=165.3668 k gm2

Pv=.695(191.2458 kgm2 )=139.5362 kgm2

2

Pz=( 589.2mmHg×7969.254 kgm2

587.27mmHg )=7995.4441 kgm2

K=14 °C+273 ° K=287 ° K

ρ z=7995.4441

kg

m2−0.3779(139.5362 kgm2 )9.81

ms2×29.256

kgK

×287K=0.0964279 kg s

2

m4 =0.945958 kgm3

2.- Medición de la presión local en el extradós y en el intradós del perfil y determinación del coeficiente de levantamiento para cada para cada ángulo de ataque.

Se acciona los motores del túnel de succión y procede a registrarse en las siguientes tablas, en la imagen se puede observar la distribución de las toma de presiones utilizadas en la tabla.

Angulo de 0°

α = 0° Intradós y Extradós

Toma de presión X/C Presión localPL mmH2O

CP=PL−PE

PT−PE

1 0.0251 3.6 0.9024390242 0.1000 1.8 0.4634146343 0.2510 5 1.2439024394 0.4993 5 1.2439024395 0.6996 4.5 1.121951226 0.8999 4.1 1.024390244

3

Angulo de 2°

α = 2° Intradós Extradós

Toma de presión

X/C Presión localPL mmH2O

CP=PL−PE

PT−PE

Presión localPL mmH2O

CP=PL−PE

PT−PE

1 0.0251 2.6 0.658536585 6.4 1.585365852 0.1000 1.5 0.390243902 2.2 0.560975613 0.2510 4.8 1.195121951 5.6 1.39024394 0.4993 4.8 1.195121951 5.2 1.292682935 0.6996 4.4 1.097560976 4.8 1.195121956 0.8999 4.2 1.048780488 4 1

Angulo de 4°


Toma De Presión


CP=PL−PE

PT−PE


CP=PL−PE

PT−PE

1 0.0251 1.4 0.365853659 8.5 2.097560982 0.1000 1.2 0.317073171 2.6 0.658536593 0.2510 4.2 1.048780488 6.3 1.560975614 0.4993 4.6 1.146341463 5.5 1.365853665 0.6996 4.3 1.073170732 4.8 1.195121956 0.8999 4 1 4 1

Angulo de 6°


Toma De Presión


CP=PL−PE

PT−PE


CP=PL−PE

PT−PE

1 0.0251 0.4 0.12195122 11 2.707317072 0.1000 0.8 0.2195122 3.3 0.829268293 0.2510 3.7 0.92682927 6.4 1.585365854 0.4993 4.3 1.07317073 5.6 1.39024395 0.6996 4.2 1.04878049 4.7 1.170731716 0.8999 4 1 4 1

4

Angulo de 8°


Toma De Presión


CP=PL−PE

PT−PE


CP=PL−PE

PT−PE

1 0.0251 0 0.8627451 -256 -1.647058822 0.1000 -40 0.47058824 -206 -1.156862753 0.2510 -74 0.1372549 -162 -0.72549024 0.4993 -92 -0.03921569 130 2.1372549025 0.6996 -94 -0.05882353 110 1.9411764716 0.8999 -92 -0.03921569 -92 -0.03921569

Angulo De Ataque De 10°


Toma De Presión


CP=PL−PE

PT−PE


CP=PL−PE

PT−PE

1 0.0251 0 0.8627451 -310 -2.176470592 0.1000 -42 0.45098039 -250 -1.588235293 0.2510 -76 0.11764706 -172 -0.823529414 0.4993 -84 0.039215686 -134 -0.450980395 0.6996 -100 -0.11764706 -112 -0.235294126 0.8999 -104 -0.15686275 -90 -0.01960784



Toma De Presión


CP=PL−PE

PT−PE


CP=PL−PE

PT−PE

1 0.0251 -2 0.84313725 -390 -2.960784312 0.1000 -46 0.41176471 -228 -1.372549023 0.2510 -78 0.09803922 -184 -0.941176474 0.4993 -98 -0.09803922 -138 -0.490196085 0.6996 -106 -0.17647059 -112 -0.23529412

5

6 0.8999 -114 -0.25490196 -94 -0.05882353



Toma De

Presión


CP=PL−PE

PT−PE


CP=PL−PE

PT−PE

1 0.0251 -2 0.84313725 -404 -3.098039222 0.1000 -42 0.45098039 -246 -1.549019613 0.2510 -80 0.07843137 -184 -0.941176474 0.4993 -102 -0.1372549 -136 -0.470588245 0.6996 -110 -0.21568627 -112 -0.235294126 0.8999 -122 -0.33333333 -104 -0.15686275



Toma De Presión


CP=PL−PE

PT−PE


CP=PL−PE

PT−PE

1 0.0251 0 0.8627451 -410 -3.156862752 0.1000 -38 0.49019608 -228 -1.372549023 0.2510 -76 0.11764706 -178 -0.882352944 0.4993 -100 -0.11764706 -170 -0.803921575 0.6996 -112 -0.23529412 -154 -0.647058826 0.8999 -124 -0.35294118 -146 -0.56862745



Toma De

Presión


CP=Pl−PE

Pt−PE

Presión localPL mmH2O CP=

Pl−PE

Pt−PE

1 0.0251 2 0.88235294 -208 -1.176470592 0.1000 -32 0.54901961 -176 -0.86274513 0.2510 -70 0.17647059 -170 -0.803921574 0.4993 -98 -0.09803922 -164 -0.745098045 0.6996 -112 -0.23529412 -160 -0.705882356 0.8999 -126 -0.37254902 -154 -0.64705882

6

b) Determinar el número de Reynolds en el perfil considerando los siguientes datos.

Densidad Del Aire 0.9358kg

m3

Velocidad Del Viento 46.2465 m/s

Longitud De Referencia (cuerda Del Perfil) 0.0749m

Temperatura ambiente promedio 290.1 ° K

Viscosidad del aire a temperatura ambiente promedio

1 .7880 x 10−5kgm s

Número de Reynolds 1.8129 X 105

1) Calculo de la velocidad del viento

Se conoce:

Presión estática: -88 mmH2O

Presión total: 14 mmH2O

Por lo tanto se tiene que la presión dinámica es:

q=PT−Pe=4− (−88 )=102mmH 2O= 9.8061 pa1mmH 2O

=1000.27 pa

Obteniéndose así una velocidad de:

v=√ 2qρ =√ 2 ∙(1000.27 Pa)0.9358Kgm

m3

=46.2465m/ s

7

Se aplica la ley potencial para el cálculo de viscosidad

Donde:

μo=1.8x 10−5 N s

m2

T o=293 ° Kμμo

=( TT o )n

T = 290.1°K

μ=( 290.1293 ).67

(1.8 x10−5 )=1 .7880 x 10−5 kgm s ( 1utm9.81Kg )=1.8226 x 10−6 utmms

Cálculo del número de Reynolds

ℜ=(0.9358 kgm3 )∙(46.2465 ms )∙(0.0749mm)

(1.7880 x10−5 kgm s

)=1.8129 X 105

Se realiza las gráficas CP vs X/C para cada ángulo de ataque y utilizando dichas graficas se calcula los coeficientes de levantamiento para cada ángulo de ataque mediante la integración de los coeficientes de presión.

Angulo De 0°

8

Angulo De ataque de 2°

Angulo de ataque de 4°

9

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

X/C

CP

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

intrados extrados

X/C

CP

α =2°

X/C C pext C pint

0.00 1 10.09 -0.2 0.10.18 -0.378 -0.0300.27 -0.389 -0.0500.36 -0.352 -0.1530.45 -0.242 -0.1120.54 -0.225 -0.0960.63 -0.205 -0.0720.72 -0.142 -0.0500.81 -0.055 -0.0250.90 0 -0.005

α =4°

X/C C pext C pint

0.00 1 10.09 -0.52 0.3630.18 -0.7 0.20.27 -0.98 -0.0400.36 -0.83 -0.0900.45 -0.5 -0.10.54 -0.3 -0.10.63 -0.223 -0.0400.72 -0.2 -0.0200.81 -0.090 -0.0100.90 0 0


Angulo De Ataque de 8°

10

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

intrados extrados

X/C

CP

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

intrados extrados

X/C

CP

α =6°

X/C C pext C pint

0.00 1 10.09 -0.85 0.60.18 -0.70 0.200.27 -0.62 0.0900.36 -0.55 -0.0100.45 -0.46 -0.0900.54 -0.38 -0.0950.63 -0.30 -0.0950.72 -0.28 -0.0860.81 -0.19 -0.0860.90 -0.090 -0.050



11

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

intradosextrados

X/C

CP

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

intradosextrados

X/CCP

α =8°

X/C C pext C pint

0.00 1 10.09 -1.5 0.780.18 -0.98 0.300.27 -0.68 0.200.36 -0.55 0.120.45 -0.40 -0.050.54 -0.32 -0.0900.63 -0.25 -0.1050.72 -0.25 -0.1050.81 0.095 -0.10.90 0.40 -0.098

α =10°

X/C C pext C pint

0.00 1 1

0.09 -1.75 0.50.18 -1.38 0.380.27 -0.62 0.240.36 -0.56 0.100.45 -0.48 0.050.54 -0.38 -0.010.63 -0.28 -0.100.72 -0.20 -0.150.81 -0.10 -0.220.90 0 -0.20


12

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-3.5

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

intrados extrados

X/C

CP

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-3.5

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

intrados extrados

X/C

CPα =12°

X/C 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

intradosextrados

X/C

CP C pint

0.00 1 10.09 -1.82 0.480.18 -1.12 0.400.27 -0.90 0.160.36 -0.76 0.090.45 -0.56 -0.0960.54 -0.48 -0.100.63 -0.36 -0.160.72 -0.20 -0.220.81 -0.10 -0.280.90 -0.01 -0.32

α =14°

X/C 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

intradosextrados

X/C

CP C pint

0.00 1 10.09 -1.96 0.460.18 -1.38 0.260.27 -0.96 -0.050.36 -0.68 -0.0160.45 -0.48 -0.200.54 -0.40 -0.280.63 -0.38 -0.320.72 -0.30 -0.360.81 -0.22 -0.400.90 -0.18 -0.46



Grafica Cl vs α indicándose el número de Reynolds para cual es válida.

Para obtener el Cl se pasó a calcular el área por el método se Simpson; de las gráficas anteriores, tanto del intradós como del extradós para cada ángulo de ataque haciendo una diferencia de áreas fue así como se encontró el Cl (coeficiente de levantamiento).

CL=Area(C P(EXTRADOS))−Area(CP (INTRADOS))Obteniendo los Siguientes datos

13

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

intrados extrados

X/C

CP

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-3.5

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

intrados extrados

X/C

CP

α =16°

X/C 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-3.5

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

intrados extrados

X/C

CP C pint

0.00 1 10.09 -2.24 0.50.18 -1.015 0.220.27 -0.78 0.0920.36 -0.68 -0.0100.45 -0.66 -0.280.54 -0.62 -0.340.63 -0.58 -0.400.72 -0.56 -0.420.81 -0.52 -0.440.90 -0.52 -0.48

α =18°

X/C C pext C pint

0.00 1 10.09 -0.88 0.760.18 -0.72 0.460.27 -0.70 0.220.36 -0.68 0.180.45 -0.66 -0.280.54 -0.60 -0.320.63 -0.58 -0.360.72 -0.56 -0.400.81 -0.54 -0.420.90 -0.54 -0.46

α (ángulo de ataque)

CL

0° 02° 0.2532824° 0.3116366° 0.5582068° 0.589191210° 0.64405912° 0.621917814° 0.65032616° 0.808084518° 0.693659

Se realiza la gráfica Cl vs Angulo de ataque indicando el número de Reynolds para el cual es valida

Cuestionario:

1.- Según los resultados experimentales que registro en la práctica, para el perfil NACA 0012 que superficie tiene mayor contribución a la creación de fuerza de levantamiento, el intradós o el extradós, explique detalladamente:

14

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

Cl VS Angulo de Ataque para numero de reynolds de .𝟏𝟖𝟏𝟐𝟗𝐗 〖〗𝟏𝟎 ^ 𝟓

Angulo de Ataque

Cl

Según la experimentación antes realizada el extradós posee una mayor contribución de levantamiento dado que es donde se genera una gran presión de succión debido que el flujo al pasar por dicha área es dirigido hacia abajo en el borde de salida algo muy parecido al efecto generado por el tubo Venturi, generando que a mayor velocidad aumente la succión provocando así una mayor contribución a la fuerza de levantamiento más sin embargo mientras esto pasa en el extradós.

2.- Explique a que se debe que la presión sobre el intradós y el extradós del perfil no se encuentre distribuida de manera uniforme:

Se debe principalmente a la diferencia de velocidades que existen tanto en el intradós como en el extradós, por lo tanto se dice que en el intradós la velocidad del flujo es mucho menor que en el extradós y es debido a que en el extradós se tiene una forma curva que asemeja al efecto del tubo Venturi en donde se observa la relación de la presión y la velocidad y dice que a mayor presión menor velocidad y a menor presión mayor velocidad esto si lo relacionamos con el intradós y el extradós, por los resultados obtenidos en la experimentación en el intradós existirá una mayor presión al obtener un velocidad baja y el extradós existirá una menor presión debido a la alta velocidad del flujo que bañas dicha sección del perfil.

3.- Se tiene un perfil con una cuerda de 350mm en un flujo de aire de 45m/s con un α=4°. Presión estática igual a -90mm de alcohol metílico. En la tabla se muestra el registro de los valores de presión en el intradós y en el extradós (PT=0).

Número de Toma de Presión.

Distancia en mm

Presión en mm de alcohol metílico.

Numero de toma

de presión.

Distancia en mm

Presión en mm de alcohol

metílico.EXTRADÓS. INTRADÓS.

1 5 -228 1 15 972 20 -203 2 46 993 41 -195 3 89 864 74 -153 4 153 565 103 -112 5 228 25

15

6 153 -76 6 305 87 216 -648 291 -25

Datos:

PE=−90mmC 2H 6O

PT=0

v = 45 m/s

C = 350 mm

Por lo tanto en base a lo antes hecho se tiene las siguientes tablas:

α = 4° Intradós

Toma De Presión

X/C Presión localPL mm C2H6O

CP=Pl−PE

Pt−PE

1 0.0428 97 2.07772 0.1314 99 2.13 0.2542 86 1.95554 0.4371 56 1.62225 0.6514 25 1.27776 0.8714 8 1.0888

Por medio del método de Simpson se obtiene el área de la gráfica CP vs X/C de 1.3322

16

α = 4° Extradós

Toma De

Presión

X/C Presión localPL mm C2H6O

CP=Pl−PE

Pt−PE

1 0.0142 -228 -1.53332 0.0571 -203 -1.25553 0.1171 -195 -1.16664 0.2114 -153 -0.75 0.2942 -112 -0.24446 0.4371 -76 0.15557 0.6171 -64 0.28888 0.8314 -25 0.7222

Por medio del método de Simpson se obtiene el área de la gráfica CP vs X/C de

-0.1175

Como ya se mencionó antes el coeficiente de levantamiento a ese ángulo de ataque está regida por la siguiente ecuación.

CL=Area (CP (Extrados ))−Area (CP (Intrados ))

CL=(1.3222 )−(0.1175 )=1.2047

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Practica 5 Aero Dina Mica

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