Universidad de Colima “Diseño y Construcción de un Túnel...

Universidad de Colima Facultad de Arquitectura y Diseño

“Diseño y Construcción de un Túnel de Viento Bidimensional Subsónico de

Circuito Abierto por Inyección”.

Tesis que para obtener el grado de

Maestro en Arquitectura

Presenta Arq. Carlos Jerónimo Silva Treviño

Asesor:

D.A. Armando Alcántara Lomelí

Co-asesores: Dr. Carlos E. Silva Echartea D. A. Miguel Elizondo Mata

Colima, Colima a 8 de Agosto del 2005.

Diseño y Construcción de un Túnel de Viento Bidimensional Subsónico de Circuito Abierto por Inyección.

Universidad de Colima. Arq. Carlos J. Silva Treviño Facultad de Arquitectura y Diseño.

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Agradecimientos

En el recuento del tiempo y de los logros, parecen faltar las palabras precisas para

agradecer tantas horas de trabajo y satisfacciones compartidas, tantas horas de risa,

enojos y tristezas. Es pues, la intención aquí, agradecer a todas y cada unas de las

personas que con su amistad y apoyo desinteresado, estuvieron a mi lado para

alcanzar este objetivo compartido.

Gracias al CONACYT, Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, por el apoyo

recibido para la continuación de mis estudios de Posgrado.

Gracias a la Dirección General de Intercambio Académico y Becas de la Universidad

de Colima, especialmente a la Lic. Genoveva Amador Fierros y a la Lic. Maria Elena

Martínez, por su tiempo y comprensión.

Quiero agradecer al M.D.B. Ramón Ventura Esqueda, Director de la Facultad de

Arquitectura y Diseño de la Universidad de Colima, por su amistad, tiempo, interés y

apoyo.

Agradezco al M.C. Julio Mendoza Jiménez y al Dr. en Arq. Luís Gabriel Gómez

Azpeitia, Coordinador de Posgrado y Coordinador Académico de la Maestría en

Diseño Bioclimático respectivamente, por su amistad, apoyo y gestión para la

realización de esta tesis.

Gracias al Dr. Ignacio Guillermo Galindo Estrada, al Dr. en Arq. Adolfo Gómez

Amador, al Dr. en Arq. Roberto Huerta San Miguel y al Arq. Humberto Cervantes

Gutiérrez, por su interés, amistad y consejo para la elaboración de esta tesis.

Gracias al Dr. en Arq. Armando Alcántara Lomelí y al Dr. en Arq. Miguel Elizondo

Mata, sin cuyo oportuno consejo y sincera amistad, seria posible terminar esta tesis e

importante paso en mi formación personal y académica, en tan corto tiempo.

Gracias al Ing. José Francisco Ventura Ramírez, Director de la Facultad de

Ingeniería de la Universidad de Colima y al Ing. José Gerardo Cerrato Oseguera,

Delegado Regional No.4, por las facilidades otorgadas para la realización de esta

tesis.


Universidad de Colima. Arq. Carlos J. Silva Treviño Facultad de Arquitectura y Diseño. 2

Gracias al M. en C. Ramiro Licea Panduro y al Ing. Alfonso Vázquez Galindo,

Encargado de Laboratorios de Materiales, de la Facultad de Ingeniería de la

Universidad de Colima, por su interés, molestias y distracciones, durante estos

meses de intenso trabajo.

A mis compañeros de Maestría: Luís, Ana, Gina, Juan Pablo, Malú, Kisha y Héctor

Pablo, gracias por su amistad, tiempo y buenos momentos.

Gracias a mi madre Maria del Carmen, por su eterno optimismo, cariño y palabras de

aliento. A mi padre el Dr. en Ing. Carlos Enrique Silva Echartea, ejemplo de

dedicación, conocimiento, paciencia, pero sobre todo de Amor. Gracias Padres, lo

mucho o poco que soy, se los debo a Ustedes. ¡Los Amo!

A mis hermanos Pablo, Gabriel y Jimena, por su interés, preocupación, burlas y

cariño, indispensable para lograr éste paso en mi vida. Gracias.

A mi segunda familia, la familia Vázquez Bueno, por su apoyo e interés, en especial

a la Maestra Elba Bueno Rodríguez, por su eterno apoyo y cariño. Gracias.

Al Lic. Manuel Luna Gutiérrez, el “Bebo”, por su apoyo durante toda realización de

esta tesis, gracias por tu amistad, apoyo y paciencia.

Y por ultimo en orden, pero primero en importancia, a mis “princesas”; Myriam, mi

esposa y Maria Fernanda, mi hija. Gracias por existir y estar conmigo, en las buenas

y en las malas. Perdón, por tantas horas de ausencia, preocupaciones y mal humor,

este triunfo es suyo, no mío. Todo mi amor y mi alma es de ustedes, las amo con

todo mi corazón, que Dios las bendiga siempre.

A Todos Gracias.

Arq. Carlos Jerónimo Silva Treviño



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Resumen Con base a un planteamiento que pretende el estudio cualitativo de modelos a escala

de manera axial ó bidimensional, se diseñó y construyó un Túnel de Viento

Subsónico de Circuito Abierto, con fines didácticos, para la Facultad de Arquitectura

de la Universidad de Colima.

El diseño de este aparato se enfoca en las 5 partes básicas identificadas (Ventilador,

Difusor de Gran Angulo, Cámara de Contracción, Cámara de Pruebas y Difusor de

Salida), y encuentra su fundamento en los criterios, que para este fin, dictan autores

como R. D. Metha y P. Bradshaw.

La caracterización geométrica de la Cámara de Contracción se realizó por medio de

una metodología grafica experimental, que encuentra su base en un estudio

sistemático y comparativo entre contracciones, como lo es una variante del método

de Morel usado por Downie.

El resultado fue un Túnel de Viento con 2 ventiladores centrífugos, que, aun con

ciertas limitaciones, permite la experimentación sistemática de modelos con un rango

de escalas de 1:10 a 1:50, y velocidades uniformes a través de la Cámara de

Pruebas que van de los 6.20 m/seg. a los 11.28 m/seg., con una variación máxima

del 5.72% en el Área de Diseño.



Abstract With the design goal of permitting qualitative study of scaled models in an axial or

bidimensional manner, an open-cycle subsonic wind tunnel was built, for didactical

purposes, for University of Colima’s Facultad de Arquitectura.

Design of this wind tunnel was focused on five identified basic parts (Blower, Wide-

Angle Diffuser, Contraction Chamber, Working Section, Exit Diffuser), and followed

the criteria proposed for these purposes by authors like R. D. Metha and P.

Bradshaw.

Geometric characterization of the contraction chamber was realized by means of an

experimental graphical methodology, based on systematic comparisons between

contractions, e.g. a variant of Morel’s method used by Downie.

The result was a 2 centrifugal blower wind tunnel which permits, within certain limits,

systematic experimentation with models on the scale range from 1:10 to 1:50, with

uniform windspeeds through the working section on the range 6.20 m/sec to

11.28 m/sec, and a maximum variation of 5.72% in the Design Area.



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Índice General

1. Introducción........................................................................................................... 15

2. ¿Qué es un túnel de viento? ................................................................................. 16

3. Antecedentes ........................................................................................................ 17

3.1. Los tiempos de prueba en túneles de viento ...................................................... 20 4. Los Campos de Operación de los Túneles de Viento ........................................... 21

4.1. Estudios Agrarios y de Superficies..................................................................... 21 4.2. Ingeniería Civil.................................................................................................... 21 4.3. Arquitectura ........................................................................................................ 22 4.4. Energías Renovables ......................................................................................... 24 4.6. Industria Automotriz ........................................................................................... 25 5. Su Clasificación..................................................................................................... 27

5.1. De acuerdo a su Arquitectura............................................................................. 27 5.1.1. Túneles de Viento de Circuito Abierto y Cerrado ...................................... 27

5.2. De acuerdo a su Velocidad ................................................................................ 28 5.2.1. Túneles de Viento Subsónicos .................................................................. 28 5.2.2. Túneles de Viento Transónicos ................................................................. 29 5.2.3. Túneles de Viento Supersónicos............................................................... 29 5.2.4. Túneles de Viento Hipersónicos................................................................ 30

5.3. De acuerdo a su Presión Atmosférica ................................................................ 31 5.3.1. Túneles de Viento Presurizados................................................................ 31 5.3.2. Túneles de Viento de Densidad Variable .................................................. 31

5.4. Categoría Propia ................................................................................................ 32 5.4.1. Túneles de Viento de Tiro Caliente ........................................................... 32

5.5. Cualidades ......................................................................................................... 32 5.6. Nota acerca de la instrumentación básica.......................................................... 33 6. Sus Partes............................................................................................................. 34

6.1. Propulsores o Extractores de Aire...................................................................... 34 6.2. Pantallas o Rejillas para el paso del Aire ........................................................... 35 6.3. Difusores ............................................................................................................ 35



6.4. Cámara de Asentamiento o Descanso............................................................... 36 6.5. Rejillas de Panal................................................................................................. 36 6.6. Cámara de Contracción...................................................................................... 37 6.7. Cámara de Prueba ............................................................................................. 37 7. Naturaleza del problema ....................................................................................... 38

8. Preguntas de Investigación ................................................................................... 39

9. El Tema................................................................................................................. 39

10. Objetivo General ................................................................................................. 39

11. Objetivos Específicos .......................................................................................... 39

12. Hipótesis.............................................................................................................. 40

13. Justificación......................................................................................................... 40

14. Parámetros de Diseño Existentes ....................................................................... 44

14.1 Sistemas Impulsores ......................................................................................... 46 14.1.1. Ventilador Axial........................................................................................ 46 14.1.2. Ventiladores Axiales de Flujo .................................................................. 48 14.1.3. Ventiladores Centrífugos ......................................................................... 49

14.2. Cámara de Pruebas ......................................................................................... 53 14.2.1. Visualización del Flujo ............................................................................. 54 14.2.2. Efectos de Bloqueo ................................................................................. 55 14.2.3. La despreciada tridimensionalidad .......................................................... 56 14.2.4. Efectos de escala .................................................................................... 57 14.2.5. Tamaño de los modelos a escala ............................................................ 57 14.2.6. Las correcciones en los túneles de viento............................................... 57 14.2.7. Problemas de Interferencia ..................................................................... 58 14.2.8. La Turbulencia......................................................................................... 58

14.3. Difusores de Gran Angulo ................................................................................ 62 14.4. Pantallas........................................................................................................... 66

14.4.1. Efectos principales .................................................................................. 68 14.5. Rejilla de Panal ................................................................................................ 68

14.5.1. Reducción de Turbulencia: Rejillas de Panal (Honeycombs) y Pantallas 69 14.6. Cámara de Asentamiento................................................................................. 70 14.7. Cámaras de Contracción.................................................................................. 72



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14.7.1. El diseño de una Cámara de Contracción .............................................. 73 14.7.2. ¿Cómo calcular las pérdidas en un túnel de viento?............................... 75

15. Experimentaciones Previas ................................................................................. 79

15.1. Características y funcionamiento ..................................................................... 79 15.1.1. Conclusiones de las experimentaciones realizadas ................................ 82

16. Diseño del Experimento ...................................................................................... 84

16.1. Parámetros de Diseño...................................................................................... 84 16.2. El Proceso de Diseño....................................................................................... 86 16.3. Caracterización del Ventilador.......................................................................... 89

16.4.1. Área de Inyección de Humo y Visualización del Flujo ............................. 92 16.5. Caracterización del Difusor de Contracción ..................................................... 96 16.6. Caracterización del Difusor de Gran Ángulo .................................................. 108 16.7. Caracterización del Difusor de Salida............................................................. 108 17. Proceso de Armado del Túnel de Viento........................................................... 109

18. Proceso de Calibración y Prueba del Túnel de Viento ...................................... 112

18.1. Experimento No.1........................................................................................... 112 18.1.1. Metodología........................................................................................... 113 18.1.2. Resultados ............................................................................................ 114 18.1.3. Conclusiones Experimento No.1 ........................................................... 122

18.2. Experimento No.2........................................................................................... 124 18.2.1. Metodología........................................................................................... 124 18.2.2. Pantalla Azul. ........................................................................................ 126 18.2.3. Pantalla Amarilla.................................................................................... 130 18.2.4. Pantalla Naranja .................................................................................... 134 18.2.5. Pantalla Roja ......................................................................................... 138 18.2.6. Conclusiones Experimento No.2 ........................................................... 142

19. Discusión sobre el Análisis Dimensional sobre los Modelos. ........................... 143

20. Rediseño del Ventilador .................................................................................... 145

21. Prueba y Calibración del Túnel de Viento con el Ventilador No.2 ..................... 147

21.1. Experimento No.3........................................................................................... 147 21.1.1. Metodología........................................................................................... 147 21.1.2. Primera Etapa. Velocidad Baja. Sin pantallas ....................................... 148 21.1.3. Segunda Etapa. Velocidad Media. Sin pantallas................................... 152



21.1.4. Calibración de Anemómetros Utilizados................................................ 156 21.1.5. Tercera Etapa. Velocidad Alta. Sin pantallas ........................................ 159 21.1.6. Conclusiones Experimento No.3 ........................................................... 163

22. Resultados del Sistema de Inyección de Humo y Visualización del Flujo ......... 164

22.1. Fuentes generadoras de humo. ..................................................................... 165 22.2. Sistemas de Inyección de Humo .................................................................... 167 22.3. Comentarios sobre la Visualización del Flujo ................................................. 171 23. Experimento No.4.............................................................................................. 172

23.1 Metodología..................................................................................................... 172 23.2 Resultados ...................................................................................................... 175

23.2.1. Contrastación con Líneas de Humo. Ventilador No.1. Velocidad Única.175 23.2.2. Contrastación con Líneas de Humo. Ventilador No.2. Velocidad Baja. . 176 23.2.3. Contrastación con Líneas de Humo. Ventilador No.2. Velocidad Media........................................................................................................................... 178

24. Conclusiones Generales. .................................................................................. 180

24. Anexos .............................................................................................................. 187

25. Tablas................................................................................................................ 286



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Índice de Anexos

Anexo No.1. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.1. .................................. 187 Anexo No.2. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.2. .................................. 188 Anexo No.3. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.3. .................................. 189 Anexo No.4. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.4. .................................. 190 Anexo No.5. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.5. .................................. 191 Anexo No.6. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.6. .................................. 192 Anexo No.7. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.7. .................................. 193 Anexo No.8. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.8. .................................. 194 Anexo No.9. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.9. .................................. 195 Anexo No.10. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.10. .............................. 196 Anexo No.11. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.11. .............................. 197 Anexo No.12. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.12. .............................. 198 Anexo No.13. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.13. .............................. 199 Anexo No.14. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.14. .............................. 200 Anexo No.15. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.15. .............................. 201 Anexo No.16. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.16. .............................. 202 Anexo No.17. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.17. .............................. 203 Anexo No.18. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.18. .............................. 204 Anexo No.19. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.19. .............................. 205 Anexo No.20. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.20. .............................. 206 Anexo No.21. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.21. .............................. 207 Anexo No.22. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.22. .............................. 208 Anexo No.23. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.23. .............................. 209 Anexo No.24. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.24. .............................. 210 Anexo No.25. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.25. .............................. 211 Anexo No.26. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.26. .............................. 212 Anexo No.27. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.27. .............................. 213 Anexo No.28. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.28. .............................. 214 Anexo No.29. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.29. .............................. 215



Anexo No.30. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.30. .............................. 216 Anexo No.31. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.31. .............................. 217 Anexo No.32. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.32. .............................. 218 Anexo No.33. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.33. .............................. 219 Anexo No.34. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.34. .............................. 220 Anexo No.35. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No. 35. ............................. 221 Anexo No.36. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.36. .............................. 222 Anexo No.37. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.37. .............................. 223 Anexo No.38. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.38. .............................. 224 Anexo No.39. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.39. .............................. 225 Anexo No.40. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.40. .............................. 226 Anexo No.41. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.41. .............................. 227 Anexo No.42. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.42. .............................. 228 Anexo No.43. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.43. .............................. 229 Anexo No.44. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.44. .............................. 230 Anexo No.45. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.45. .............................. 231 Anexo No.46. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.46. .............................. 232 Anexo No.47. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.47. .............................. 233 Anexo No.48. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.48. .............................. 234 Anexo No.49. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.49. .............................. 235 Anexo No.50. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.50. .............................. 236 Anexo No.51. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.51. .............................. 237 Anexo No. 52. Planos Constructivos. Difusor de Gran Angulo................................ 238 Anexo No. 53. Planos Constructivos. Difusor de Gran Angulo................................ 239 Anexo No. 54. Planos Constructivos. Cámara de Contracción. .............................. 240 Anexo No. 55. Planos Constructivos. Cámara de Contracción. .............................. 241 Anexo No. 56. Planos Constructivos. Cámara de Prueba. ...................................... 242 Anexo No. 57. Planos Constructivos. Cámara de Prueba. ...................................... 243 Anexo No. 58. Planos Constructivos. Difusor de Salida. ......................................... 244 Anexo No. 59. Planos Constructivos. Difusor de Salida. ......................................... 245 Anexo No. 60. Planos Constructivos. Vistas Generales.......................................... 246



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Anexo No. 61. Planos Constructivos. Vistas Generales.......................................... 247 Anexo No. 62. Planos Constructivos. Detalles. ....................................................... 248 Anexo No. 63. Fotos Finales del Armado del Túnel de Viento. ............................... 249 ,Anexo No. 64. Fotos Finales del Armado del Túnel de Viento. .............................. 249 Anexo No. 65. Gráfica de las Mediciones de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.1...................................................................... 250 Anexo No. 66. Gráfica Tridimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.1 .................................................... 251 Anexo No. 67. Gráfica Bidimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.1 .................................................... 253 Anexo No. 68. Gráfica de las Mediciones de Velocidades en Extremo Final del Difusor de Salida. Ventilador No.1 .......................................................................... 254 Anexo No. 69. Gráfica Tridimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final del Difusor de Salida. Ventilador No.1............................................................ 255 Anexo No. 70. Gráfica Bidimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final del Difusor de Salida. Ventilador No.1............................................................ 256 Anexo No. 71. Medición de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Azul. Ventilador No.1................................................................................. 257 Anexo No. 72. Gráfica Tridimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Azul. Ventilador No.1 ............................. 258 Anexo No. 73. Gráfica Bidimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Azul. Ventilador No.1 ............................. 259 Anexo No. 74. Medición de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Amarilla. Ventilador No.1........................................................................... 260 Anexo No. 75. Gráfica Tridimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Amarilla. Ventilador No.1 ....................... 261 Anexo No. 76. Gráfica Bidimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Amarilla. Ventilador No.1 ....................... 262 Anexo No. 77. Medición de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Naranja. Ventilador No.1 ........................................................................... 263 Anexo No. 78. Gráfica Tridimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Naranja. Ventilador No.1........................ 264 Anexo No. 79. Gráfica Bidimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Naranja. Ventilador No.1........................ 265



Anexo No. 80. Medición de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Roja. Ventilador No.1 ................................................................................ 266 Anexo No. 81. Gráfica Tridimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Roja. Ventilador No.1............................. 267 Anexo No. 82. Gráfica Bidimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Roja. Ventilador No.1............................. 268 Anexo No. 83. Medición de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. Velocidad Baja.............................................................................. 269 Anexo No. 84. Gráfica Tridimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. Velocidad Baja. ......................... 270 Anexo No. 85. Gráfica Bidimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. Velocidad Baja. ......................... 271 Anexo No. 86. Medición de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. Velocidad Media. .......................................................................... 272 Anexo No. 87. Gráfica Tridimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. Velocidad Media........................ 273 Anexo No. 88. Gráfica Bidimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. Velocidad Media........................ 274 Anexo No. 89. Medición de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. Velocidad Alta............................................................................... 275 Anexo No. 90. Gráfica Tridimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. Velocidad Alta. .......................... 276 Anexo No. 91. Gráfica Bidimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. Velocidad Alta. .......................... 277 Anexo No. 92. Planos Constructivos y de Diseño Ventilador No.2. Plano de Trazo................................................................................................................................. 278 Anexo No. 93. Planos Constructivos y de Diseño Ventilador No.2. Pieza 2B. ....... 279 Anexo No. 94. Planos Constructivos y de Diseño Ventilador No.2. Pieza 1B. ....... 280 Anexo No. 95. Planos Constructivos y de Diseño Ventilador No.2. Detalles.......... 281 Anexo No. 96. Estudio Fotográfico Pruebas de Inyección de Humo en Cámara de Prueba con el Ventilador No.1. Velocidad Única..................................................... 282 Anexo No. 97. Estudio Fotográfico Pruebas de Inyección de Humo en Cámara de Prueba con el Ventilador No.2. Velocidad Baja....................................................... 283 Anexo No. 98. Estudio Fotográfico Pruebas de Inyección de Humo en Cámara de Prueba con el Ventilador No.2. Velocidad Media. ................................................... 284



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Anexo No. 99. Estudio Fotográfico Pruebas de Inyección de Humo en Cámara de Prueba con el Ventilador No.2. Velocidad Alta........................................................ 285



Índice de Tablas Tabla No.1. Intersecciones de Elipses. Muestra Representativa de 76 Perfiles...... 286 Tabla No.2. Tabla de los 51 Perfiles incluidos en la Zona de Diseño Experimental.287 Tabla No.3. Tabla de Clasificación de Perfiles de la Zona de Diseño Experimental................................................................................................................................. 288 Tabla No.4. Tabla que contiene los últimos 20 Perfiles de Diseño.......................... 289 Tabla No.5. Tabla de Medición de Velocidades en Cámara de Pruebas. Ventilador No.1. (Sin Pantallas). .............................................................................................. 290 Tabla No.6. Tabla de Medición de Velocidades en Difusor de Salida. Ventilador No.1. (Sin Pantallas). ........................................................................................................ 291 Tabla No.7. Tabla de Medición de Velocidades en Cámara de Pruebas. Ventilador No.1. (Pantalla Color Azul). ..................................................................................... 292 Tabla No.8. Tabla de Medición de Velocidades en Cámara de Pruebas. Ventilador No.1. (Pantalla Color Amarilla). ............................................................................... 293 Tabla No.9. Tabla de Medición de Velocidades en Cámara de Pruebas. Ventilador No.1. (Pantalla Color Naranja). ............................................................................... 294 Tabla No.10. Tabla de Medición de Velocidades en Cámara de Pruebas. Ventilador No.1. (Pantalla Color Rojo)...................................................................................... 295 Tabla No.11. Tabla de Trazo de la Espiral Logarítmica para la Cacasa del Ventilador No.2......................................................................................................................... 296 Tabla No.12. Tabla de Medición de Velocidades en Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. (Sin Pantallas). Velocidad Baja...................................................................... 296 Tabla No.13. Tabla de Medición de Velocidades en Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. (Sin Pantallas). Velocidad Media. .................................................................. 298 Tabla No.14 y 15. Tabla de Comparativa Velocidades entre Anemómetros en Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. (Sin Pantallas). Velocidad Alta. Y Tabla de Correlación. ............................................................................................................. 299 Tabla No.16. Tabla de Promedio de Velocidades entre Anemómetros en Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. (Sin Pantallas). Velocidad Alta. ..................................... 300 Tabla No.17. Tabla de Medición de Velocidades en Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. (Sin Pantallas). Velocidad Alta....................................................................... 301



15

1. Introducción El fenómeno físico en el cual una vivienda interactúa con el viento constituye un

aspecto importante cuando se trata de evaluar los coeficientes globales de

transferencia térmica. Un conocimiento real de las soluciones fluido dinámicas y su dependencia con la

aerodinámica de una vivienda constituye una descripción más realista de la dinámica

del flujo y del proceso de transporte.

Las pérdidas térmicas desde una vivienda al ambiente por efecto del viento

dependen fuertemente de sus características fluido dinámicas; es diferente la

transferencia si el flujo que rodea un objeto es de carácter laminar o turbulento, y en

este último caso, si la escala de la turbulencia es grande o pequeña.

El análisis de las características fluido dinámicas de un flujo que rodea a una

vivienda puede llevarse a cabo a partir de la interpretación de los coeficientes de

auto correlación temporal y de la densidad de potencia espectral de medidas

realizadas de la velocidad del fluido en posiciones particulares alrededor del objeto

inmerso en él. Los túneles de viento fueron desarrollados a principios del siglo XIX, cuando se

reconoció que las condiciones del exterior eran inciertas para la planeación y

ejecución de la experimentación en el afán del hombre para volar. Tal como lo

menciono John Smeaton, en su articulo ante la Royal Society en 17591: “En la

experimentación con las aspas de los molinos de viento, el viento por si mismo es

incierto, para solucionar estos problemas; debemos referirnos a un tipo de viento

artificial”.

Lo que inicio como una herramienta para la investigación de fenómenos

aerodinámicos, se ha convertido en una pieza de equipo vital para el desarrollo y

refinamiento de una variedad de conocimientos científicos básicos e información para

los productos de consumo. Todo, desde aviones, automóviles, chips de

1 Smeaton, John, The efficiency of windmill blades. Royal Society of Science, 1759.



computadora, chimeneas, bicicletas y el mas común de los limpiadores caseros, se

prueban en un túnel de viento.

El túnel de viento es, un aparato útil para el estudio y la investigación de los

fenómenos de flujo sobre estructuras y construcciones en general. Las ventajas de

este tipo de dispositivos consisten principalmente en la gran facilidad que se tiene de

variar los parámetros de diseño y el empleo de modelos a escala con velocidades de

viento repetibles y variables, los cuales permiten un análisis y la cuantificación muy

aproximada de las fuerzas dinámicas causadas por un flujo de aire.

La determinación de estos parámetros permite un diseño empírico y racional de las

formas mas eficientes para lograr objetivos como la disminución de los esfuerzos

sobre paredes y marcos, y como en nuestro caso, una caracterización de los flujos

que se provocan por las aberturas de ventilación de estructuras con el objeto de

racionalizar cualitativamente el efecto de la ventilación en los parámetros de confort

humano.

Los fenómenos de flujo se pueden estudiar instrumentando estructuras reales sujetas

a condiciones también reales y cuantificando ó caracterizando las respuestas

obtenidas, y así, definir los parámetros para el diseño. Este sistema, si bien presenta

la ventaja de trabajarse a escala real, su empleo requiere de la construcción de las

estructuras y la ocurrencia de los factores del evento en los diferentes sitios en

donde éstas se ubican, para lograr un diseño optimo.

En este trabajo se enfoca al diseño de un túnel de viento subsónico bidimensional de

circuito abierto, que permita caracterizar los flujos que intervienen en las envolventes

arquitectónicas, tendiente a que se encuentren, mediante la experimentación, los

valores de los parámetros necesarios para un proyecto mas eficiente, desde el punto

de vista térmico. 2. ¿Qué es un túnel de viento? Aunque hay muchas familias de túneles de viento, en general pueden definirse como

conductos que llevan en alguna parte de su trayecto un ventilador accionado por un



17

Figura No.1. Que muestra las partes que componen untúnel de viento de circuito cerrado. 1. Planta de Potencia,2. Difusores, 3. Esquinas, 4. Cámara de Asentamiento, 5.Contracción, 6. Cámara de Prueba, 7. Sala de Control. Fuente: www.wind tunnelconection.com.

motor, que se encarga de que el aire fluya de manera constante, a través del cuerpo

del mismo. Usualmente las aspas de estos ventiladores son diseñadas, según el tipo

de túnel que se vaya a construir, de manera similar a como se hacen las de los

aviones. La parte de interés para la experimentación es la Cámara de Pruebas, que

debe ser transparente para permitir la observación e incluso filmación, en ella se

instala el modelo y diferentes aparatos que miden las fuerzas que experimenta éste y

las condiciones del aire que atraviesa esa sección. Resulta de interés que la Cámara

de Pruebas sea de menor área que el resto del túnel, ya que por conservación de

caudal se genera una velocidad mayor cerca del modelo; ahorrando energía en el

ventilador, que genera el mismo efecto en la Cámara de Pruebas con una potencia

menor, que además reduce las pérdidas por fricción en las paredes y codos del túnel

3. Antecedentes Después de que el hombre se da cuenta que para volar necesita más que

imitaciones rudimentarias del aleteo de las aves y comprende que debe aumentar su

conocimiento en lo que hoy en día llamamos aerodinámica, crea aparatos e

instrumentos que le permitan medir las

fuerzas que experimentan los cuerpos

dentro de fluidos en movimiento. Desde

el siglo XVIII rondaba la idea de que

estas fuerzas dependían de la

velocidad relativa entre el cuerpo y el

fluido, por ello se diseñaron brazos

mecánicos que se desplazaban sobre

rieles, sosteniendo distintos prototipos;

el problema de este sistema era que el

modelo se movía a través de un flujo

turbulento, desordenado por el

movimiento del brazo. Para obviar este obstáculo, se decidió dejar el modelo quieto y



Figura No.2. Éste es uno de los dos ventiladoressónicos para producir vendavales. Tiene 15 metrosde altura y una potencia de 88 megavatios. Fuente:http://www.ceade.cl/tuneles_de_viento.htm.

hacer que circule el aire alrededor de él; y si a esta idea la colocamos dentro de un

ducto, obtenemos lo que conocemos como un túnel de viento.

Incluso con las computadoras de hoy en día, un túnel de viento es una herramienta

esencial para la ingeniería, ya sea para la prueba de modelos ó para la investigación

básica. Desde los años treintas, cuando los fuertes efectos de turbulencia en el flujo

por esfuerzo cortante aparecieron, se hizo énfasis en los túneles de viento con bajos

niveles de turbulencia e inestabilidad. Consecuentemente la mayoría de los túneles

de viento que se diseñaron fueron del tipo de circuito cerrado, (Figura No. 1), para

asegurar retorno controlado del flujo. Sin embargo, como veremos mas adelante, es

posible, con cuidado, lograr altos desempeños de túneles de viento de circuito

abierto, y por lo tanto reducir los costos de espacio y construcción.

Las pruebas en túneles de viento constituyen el soporte técnico de cualquier proceso

que involucra la aerodinámica. Aviones, helicópteros, carros y trenes, se prueban en

el interior de estos aparatos.

El túnel de viento provee al ingeniero de

datos invaluables en modelos a escala. El

túnel de viento es la más larga contribución

de los hermanos Wright a la ciencia de la

aerodinámica.

En el centro de simulación aeronáutica de

Modane-Avrieux, una de las ocho sedes de

ONERA (Instituto Nacional de Estudios de

Investigaciones Aeroespaciales de

Francia), se "cocina" el futuro de los

aviones supersónicos e hipersónicos del

siglo XXI, aviones más rápidos y más

grandes pero de mucho menor consumo energético. También aquí se prueba la

aerodinámica de aviones militares, automóviles, rascacielos, satélites, helicópteros ó

vehículos lunares. El túnel de viento más grande del mundo, el S1MA, se encuentra



19

aquí, por lo que es uno de los pocos lugares donde puede mejorarse la aerodinámica

de prototipos como el ATFS, el avión supersónico europeo. La energía que se utiliza

para hacer funcionar este túnel de viento proviene del agua, como en los antiguos

molinos. De la presa de Assois, que retiene hasta 12 millones de metros cúbicos, se

hace precipitar un torrente de agua que atraviesa un conducto de 850 metros de

largo, para mover los motores hidráulicos que accionan ventiladores de una tonelada

de peso. En poco más de 3 minutos la velocidad huracanada del viento alcanza el

Mach 1, (1.200 kilómetros hora). Ver Figura No.2.

Para ello es necesario que 2 ventiladores enfrentados, de 15 metros de alto, giren

más de 200 veces por minuto. Desde los ventiladores, situados en un extremo, el

viento desbocado sigue un recorrido rectangular, dentro de un tubo de 10 metros de

diámetro y tan largo como 6 veces el fuselaje de un avión Jumbo, hasta desembocar

en la cámara, donde un modelo de aeronave

es sometido a pruebas aerodinámicas. Para

impedir la resonancia y las vibraciones que

destruirían el edificio entero, los ventiladores

son diferentes (uno tiene 10 palas y el otro

12) y rotan en sentido opuesto, evitando así

la formación de torbellinos. El estampido del

sonido es tan fuerte que hay que colocar un

conjunto de detectores para desviar y

amortiguar el aire.

En el corazón del sistema, al extremo final,

están las 3 cámaras de pruebas. Son

intercambiables, para que se puedan estar

colocando los sensores en un modelo de

avión, mientras se está probando otro. En

este caso, un Airbus A320 a escala reducida, (Figura No.3) con una envergadura de

las alas de 4 metros, que vuela a la velocidad del sonido sujeto por sistemas

Figura No.3. Aquí se muestra la cámara deprueba del túnel de viento S1MA, con un modelo aescala del AirBus A320. El túnel de viento deModane-Avrieux completo mide 450 metros delargo. Al fondo se puede observar en fila yvestidos de rojo, a los técnicos Fuente: http://www.ceade.cl/tuneles_de_viento.htm.



Figura No.5. Planeador de los Hermanos Wrightdurante su primer vuelo. Fuente: Enciclopedia Encarta 2004.

regulables electrónicamente. Se pueden captar hasta 1.000 imágenes por segundo

del comportamiento del Airbus a dicha velocidad.

Los sensores de la maqueta arrojan cada

10 segundos, 1.472 valores medios de la

presión que soporta el modelo en

diferentes zonas. Estos valores se

registran electrónicamente para ser

procesados por supercomputadoras. 3.1. Los tiempos de prueba en túneles de viento Se estima que les llevó a los hermanos

Wright menos de 20 horas de

experimentación túnel de viento producir

su exitoso avión, aunque su

experimentación empírica les llevo toda

una vida.

El avión llamado Douglas DC-3, tal vez el

modelo comercial más exitoso jamás

construido, requirió de cerca de 100 horas

de pruebas en túneles de viento. Las horas

de experimentación en túneles de viento

se han ido gradualmente incrementando,

así como los costos, desde la creación del

Boeing 747, el cual requirió de 1000 horas,

el Transbordador Espacial de la NASA

requirió cerca de 10 años.

La Figura No.4, muestra la tendencia en el incremento de las horas de

experimentación en túneles de viento en los ejemplos más notorios de la aviación,

Figura No.4. Donde se muestra el incremento a lolargo de la historia de los tiempos de prueba entúneles de viento, para los principales modelos deaviones (comerciales y militares) y naves espaciales. Fuente: http://www.ceade.cl/tuneles_de_viento.htm.



21

desde el planeador de los hermanos Wright (Ver Figura No.5), hasta el

Transbordador Espacial de la NASA. La abscisa indica el tiempo final de las pruebas. 4. Los Campos de Operación de los Túneles de Viento Las innovaciones introducidas en el túnel, tanto en el procedimiento de construcción

como en los sistemas moto propulsor y de regulación, hacen que sea altamente

competitivo en costes y prestaciones, así como el hecho de que este túnel se

concibe desde el principio pensando en la especificidad de las aplicaciones civiles,

sin estar condicionado por las aplicaciones aeronáuticas, que conllevarían unas

especificaciones muy estrictas y, por tanto, altos costes de instalación y operación.

Las diferentes aplicaciones de este túnel de viento son las siguientes: 4.1. Estudios Agrarios y de Superficies Los estudios en este campo se pueden dirigir hacia el diseño y evaluación de

barreras cortavientos, no tanto de uso general, sobre lo que ya existe una cierta

experiencia, sino sobre de la aplicación concreta a fincas situadas en zonas ventosas

o de orografía singular que requieran un estudio más detallado, así como estudios

específicos para zonas castigadas por el viento. Por otra parte nos encontramos con

los estudios dirigidos a la determinación de cargas sobre naves agrícolas o

invernaderos. Entre otras pruebas que se realzan en este rubro en túneles de viento

se consideran: el efecto de barreras cortavientos en dispersión de contaminantes.

4.2. Ingeniería Civil Los ensayos que pueden ser desarrollados en el campo de la Ingeniería Civil son

muy variados, por lo que nos limitaremos a citar los más relevantes. Entre ellos cabe

destacar la importancia que tiene la determinación de cargas estáticas y dinámicas

del viento sobre puentes y otras estructuras civiles singulares (Figura No.6). Estas

cargas del viento sobre puentes, naves industriales, marquesinas, etc., pueden ser

muy importantes a la hora de dimensionar su estructura, ya que las cargas que se

deducen de las normas pueden no ser válidas, por exceso o por defecto, cuando se

quiere hacer un diseño muy ajustado.



Figura No.6. Prueba en túnel de vientodel Modelo físico del WTC y simulaciónde CLA. Fuente: http://www.fing.edu.uy

Otro tipo de estudios abarcados en este campo es la

determinación de cargas del viento sobre vehículos

terrestres y el estudio de dispositivos en las

infraestructuras para reducirlas. Ambos tipos de

estudios son muy importantes para mejorar la

seguridad en las infraestructuras terrestres, ya que

es bien conocido que el efecto del viento sobre los

vehículos por ejemplo en los puentes o sobre

barrancos después de una cortada es la causa de

muchos accidentes de tráfico.

Un caso similar al anterior es el estudio del efecto del

viento dentro de muelles, aeropuertos, etc. Como

ejemplo se presenta un caso real que ha ocurrido en

Holanda, donde la mala localización de un hangar ha provocado ráfagas perjudiciales

en la pista del aeropuerto de Ámsterdam. Esto es perfectamente evitable ensayando

previamente los diseños en un túnel aerodinámico, asegurando de este modo que los

proyectos son viables y adecuados, y evitando una posterior remodelación de los

mismos con el considerable incremento de presupuesto que esto supondría.

Por último, y aunque existen más aplicaciones dentro de la Ingeniería Civil, se

encuentran los estudios de dispersión de contaminantes sólidos o gaseosos. En este

caso, la experimentación con modelos a escala puede ser de gran ayuda para

estudios de impacto ambiental.

4.3. Arquitectura

En Arquitectura, los ensayos que se pueden realizar en el túnel aerodinámico pueden

ser enfocados de dos formas diferentes. Por una parte encaminados al cálculo de las

cargas ejercidas por el viento, y por otro a la investigación de modelos bioclimáticos.

Debido a la ligereza de las estructuras arquitectónicas modernas (Figura No.7), cada

día se demanda más un conocimiento exhaustivo de las cargas, con lo que la medida

de las cargas de viento sobre edificios y otros elementos arquitectónicos (cubiertas,



23

Figura No.7. Que muestra la colocación de diversos modelos aescala de las envolventes arquitectónicas, para observar suscomportamientos y visualizar posibles optimizaciones. Fuente: http://www.asades.org.ar

vallas, esculturas, etc.) en el túnel, ayudaría de una forma importante a minimizar la

estructura necesaria.

También es importante la determinación de los efectos locales del viento sobre

edificios concretos y el estudio de posibles soluciones cuando estos generen

problemas, ya sean de cargas o

acústicos. Los edificios que se

encuentran situados en zonas

ventosas pueden presentar

problemas locales de cargas de

viento, que pueden provocar por

una parte la caída de

recubrimientos, o por otro lado

silbidos o corrientes excesivas,

perjudiciales para la

confortabilidad de las viviendas.

Además, es fundamental la

determinación de los efectos del

viento en zonas abiertas, entradas de edificios, etc. y ayuda para la evaluación del

efecto de barreras cortavientos para resolver problemas locales de viento: en este

caso se trata de estudiar la mejor orientación de los edificios para minimizar el efecto

del viento en su entrada y zonas de recreo o, en su defecto, ayudar al diseño de

barreras cortavientos, naturales o artificiales, que minimicen su efecto en áreas

determinadas.

Por último y en lo que se refiere al bioclimatismo, se pueden hacer estudios y

evaluaciones de sistemas de ventilación natural, siendo este un aspecto muy

importante para reducir costes de mantenimiento en viviendas, por el ahorro

energético que supone.



Figura No.8. Que muestra un ejemplo del tipo deaerogeneradores probados en diseño, mediante laexperimentación en túneles de viento. Fuente: http://www.wind tunnelconection.com.

4.4. Energías Renovables

En lo que respecta a las Energías Renovables, el túnel puede ser utilizado para el

desarrollo de componentes de aerogeneradores (Figura No.8), así como para el

estudio de cargas sobre los mismos y el tarado de anemómetros. También es

importante para el estudio de sombras en parques eólicos y poder conocer cuál es la

posición óptima de las turbinas en función

de los vientos dominantes en la zona o la

orografía del terreno, de manera que pueda

aprovecharse de la mejor forma el suelo

disponible. Este es un aspecto de suma

importancia ya que normalmente el espacio

del que se dispone para la instalación de

parques eólicos suele estar bastante

limitado, a pesar de que esta actividad es

perfectamente compatible con otro tipo de

actividades como agricultura, ganadería o industria, en los mismos terrenos.

Por otra parte, la investigación en el campo de la Energía Fotovoltaica está

especialmente dirigida al abaratamiento de costes mediante los sistemas de

concentración. La estructura de seguimiento del concentrador fotovoltaico parabólico

presenta características muy distintas a las de panel plano. En los sistemas de

concentración, las estructuras no sólo deben soportar cargas máximas sin sufrir daño

(rotura o deformación permanente) sino que deben asegurar que bajo las cargas

corrientes la estructura sufre niveles de deformación compatibles con el alineamiento

de los elementos ópticos y los receptores. Todo esto hace que actualmente estas

estructuras de concentración sean de considerables dimensiones, en parte por el

peso que tienen que soportar, pero mayoritariamente porque deben resistir las

cargas de viento a las que se ven sometidas, lo cual incide directamente en el coste

de las mismas.



25

Figura No.9. La optimización al máximo en cuanto a lo que a la industriaautomotriz se refiere se da en las carreras de Formula 1. Fuente: http://www.williams.com.

Se hace por tanto necesaria la realización de ensayos en túnel aerodinámico con el

fin de diseñar y estudiar una alternativa para la estructura de seguimiento de manera

que los esfuerzos a los que se vea sometida por efecto del viento sean menores,

consiguiéndose estructuras más ligeras y que conlleven por tanto un menor coste de

producción.

4.5. Entrenamiento Deportivo

La mejora del rendimiento deportivo depende en gran manera de la capacidad para

minimizar la resistencia aerodinámica. Este aspecto es muy importante en diferentes

deportes, ya sean estos de pelota o distintas especialidades de atletismo, el ciclismo,

esquí, etc. La mejor técnica para conseguir conocer y minimizar dicha resistencia son

los ensayos en túnel aerodinámico. Estos ensayos permiten la simulación

prácticamente total de todas las variables que influyen en la práctica del deporte, con

lo que se convierte en un instrumento sumamente eficaz para la mejora de la técnica.

4.6. Industria Automotriz Cuando nos hablan de la aerodinámica de un carro pensamos siempre en sus

formas redondas, en las

líneas fluidas y en un

resultado estético

proporcional a los avances

que, se cree, la carrocería

genera en velocidad.

Al tenor de la ley de la

gravedad, la forma perfecta

de un cuerpo que se

desplaza en el aire es la de

una gota. Al tenor de las

necesidades de la Fórmula 1, los requisitos poco tienen que ver con esta premisa

pues se buscan otros resultados del paso del aire por encima de una carrocería. En



el pasado, los carros tuvieron este perfil redondo adelante y que moría como una

flecha atrás. Hoy son casi al revés.

En un carro de Fórmula 1, los ingenieros buscan cosas diferentes: poca resistencia al

avance, alto efecto del paso de la corriente de aire por la carrocería que genera un

enorme peso adicional para pegar la máquina al piso con los alerones sin castigar

mucho la velocidad y enfriar el motor canalizando el flujo por los radiadores sin

mayor reacción. Es decir, por un lado, necesitan cortar el aire con el menor gasto

posible de potencia del motor. Por el otro, buscan obtener gran apoyo. O sea, dos

parámetros opuestos que deben convivir en perfecta armonía.

Diseñar un carro de Fórmula 1 (Figura No.9), en el campo aerodinámico es la tarea

más compleja de todas. Al fin y al cabo, motores, cajas, llantas y electrónica se

basan en principios comunes y su desarrollo es, aún dentro de la más elevada

tecnología, algo que tiene una ruta conocida y lógica y, sobre todo, con muchos

sabios a quiénes consultar.

La herramienta fundamental para estudiar el comportamiento aerodinámico de

cualquier carro es el túnel de viento. Pero en las investigaciones que llevan a cabo

los grandes fabricantes de automóviles, su prioridad no es el rendimiento sino una

combinación de formas y estética con la eficacia del vehículo. En la F1, la belleza de

las formas no cuenta si éstas producen más velocidad.

En un túnel de viento diseñado para este fin, la velocidad del aire es calibrada

perfectamente y su temperatura y humedad se controlan con gran exactitud, con

error de más o menos medio grado. El piso se mueve por debajo del carro y hace

girar las ruedas a la misma velocidad, como una banda rodante que camina hasta

300 kph. EL granulado de esa banda se modifica para hacerlo lo más similar al

pavimento que habrá en la siguiente pista real.

La calibración del túnel toma varios meses y el desarrollo de sus equipos de

medición otro tanto, pues estos son diseñados exclusivamente para los fines que

quieren averiguar los ingenieros.



27

Figura No.10. En que se escriben las partes básicas queforman parte del diseño de un túnel de viento de circuitoabierto. Fuente: http://www.lowspeedwindtunnels.com.

Últimamente, se sabe que ya no están usando sensores físicos colocados en sitios

estratégicos del carro para medir las presiones, sino una pintura sensible a la presión

y que cambia de color dependiendo de la carga que recibe. Eso lo lee un

espectrógrafo que dice cuánto aire y qué carga hace en cada centímetro cuadrado

del carro. De esta manera la medición es perfecta.

Para visualizar el paso del aire, éste se colorea y se toman fotos de alta resolución y

con gran velocidad, con cámaras como las que usan para estudiar las pruebas de

choque.

5. Su Clasificación

Los túneles de viento pueden ser clasificados de acuerdo a su Arquitectura Básica

(de circuito abierto o cerrado), de acuerdo a su Velocidad (subsónico, transónico,

supersónico, hipersónico), de acuerdo a la Presión Atmosférica (atmosféricos, de

densidad variable), ó por su Tamaño (ordinarios o de escala real). Existen una serie

de túneles de viento (metereológicos, de choque, de plasma-jet y de tiro caliente), los

cuales caen en una Categoría Propia.

Se relataran las características básicas de cada una de estas clasificaciones y

ejemplos con el fin de esclarecer algunas de las cualidades que servirán como base

a la definición estructural de nuestro tema de estudio.

5.1. De acuerdo a su Arquitectura 5.1.1. Túneles de Viento de Circuito Abierto y Cerrado Dentro de las variaciones en los

túneles de viento, la principal

diferencia es la posibilidad de la

recirculación del aire. Un túnel de

circuito abierto es en el cual el aire

que entra no vuelve a salir (Figura

No.10), la principal ventaja de este



Figura No.11. En que se escriben las partes básicasque forman parte del diseño de un túnel de viento decircuito cerrado. Fuente: http://www.cvlmallorca.com.

tipo de aparatos se manifiesta en la cualidad de que son relativamente más baratos

en su construcción, pero requiere de más aire disponible, más energía y hace más

ruido. En los túneles de viento de Circuito Abierto no existe el uso de esquinas y de

largos difusores, sin embargo el poder necesario para su manejo es alto debido a las

perdidas de energía en el flujo de aire por la salida.

Pueden ser diseñados por medio de la

succión de aire o bien, por medio de la

inyección de aire, ambos presentan

problemas de diseño diferentes, como se

vera mas adelante.

En un túnel de viento de circuito cerrado

es aquel en el que aire realiza siempre el

mismo recorrido (Figura No.11). Este tipo

de túneles ahorran más energía (solo

gasta la necesaria para restaurar las

pérdidas por fricción), no necesita de

tanto aire disponible pero resulta mucho

más costosa su fabricación y montaje.

Los túneles de viento de Circuito Cerrado recirculan el aire y por lo consiguiente

necesitan menos poder para lograr una determinada velocidad de aire, pero sobre

todo, facilitan alcanzar unas mejores condiciones de flujo a través de la cámara de

prueba o sección de pruebas.

Estos dos tipos de túneles pueden tener una sección de pruebas con paredes (tipo

NPL) ó sin paredes (tipo Eiffel); se prefiere la primera, pues resulta más fácil colocar

y cambiar tanto los modelos como las herramientas de medición.

5.2. De acuerdo a su Velocidad 5.2.1. Túneles de Viento Subsónicos

Los túneles de viento subsónicos son operacionales a velocidades por debajo de los

números Mach, con velocidades a través de la cámara de prueba hasta los 400 Km/h



29

Figura No.12. Esquema de un túnel de viento supersónico. Fuente:http://www.vonkarman.edu.

(M=0.3). Son por lo general de dos tipos de circuito abierto (Figura No.10), o de

circuito cerrado (Figura No.11). El aire fluye debido a un sistema de propulsión hecho

de un largo ventilador axial que incrementa la presión dinámica para compensar la

perdida de viscosidad. En un túnel de circuito cerrado el ducto de retorno debe ser

propiamente diseñado para reducir las perdidas de presión y procurar un flujo suave

a través de la cámara de prueba.

5.2.2. Túneles de Viento Transónicos Los túneles de viento transónicos son capaces de desarrollar velocidades cercanas a

la velocidad del sonido. La máxima velocidad alcanzada a través de una cámara de

prueba. Las pruebas en túneles de viento a velocidades transónicas presentan una

serie de problemas adicionales, principalmente debidos a la reflexión de las ondas de

choque desde la pared hacia la cámara de prueba. Son comúnmente utilizados en la

industria de la aviación, debido a que la mayor parte de la aviación comercial operan

bajo este régimen.

5.2.3. Túneles de Viento Supersónicos El primer problema en los túneles de viento supersónicos (Figura No.12), es el de

producir las velocidades

supersónicas, las cuales se

consideran entre los números

superiores al Mach 5. Esto

puede ser logrado a través de

un apropiado diseño de la

denominada boquilla

(convergente y divergente).

Cuando la velocidad sónica es

alcanzada en la cámara de prueba, el flujo se acelera en la boquilla mas lento que lo

que se expande. La velocidad final es determinada por el radio entre las áreas de la

salida y la garganta. Para la velocidad supersónica de Mach 5, el radio es del orden

de 30.



Figura No.13. Complejo de Aerodinámica Nacional a EscalaReal en el NASA Ames Research Center, Houston Texas.Fuente: http://www.vonkarman.stanford.edu

Se utilizan mayormente en las pruebas de diseño de aviones jet de tipo militar y en

pruebas de desempeño de los motores de los mismos.

5.2.4. Túneles de Viento Hipersónicos Las velocidades hipersónicas están intentadas dentro del rango entre los números de

5 a 15 Mach. Así como en los túneles de viento para velocidades supersónicas, este

tipo de túnel (Figura No.13) debe operar de manera intermitente con muy altos radios

de presión al inicio.

Puesto que la caída de la

temperatura debido a la expansión

del flujo es tan alta que el aire

puede presentar licuefacción, un

precalentamiento del aire se

necesita, mientras que la boquilla

requiere de enfriamiento. La

presión alta y los radios de

temperatura pueden ser

producidos con un tubo de choque

(shock tube).

Se utilizan únicamente en el diseño y la prueba de cohetes y vehículos espaciales.

Existen varios problemas técnicos que intervienen en el diseño y construcción de los

túneles de viento hipersónicos, entre ellos figuran: el suministro de altas

temperaturas y presiones a través de los largos periodos de tiempo que involucran la

toma de medidas, la reproducción de condiciones de equilibrio, el daño estructural

que pudiera causar el sobre calentamiento, el uso de instrumentación lo

suficientemente rápida y los requerimientos de potencia necesarios para la operación

del mismo entre otros.

La simulación de flujos de 5.5 km/seg. y 45 km de altitud, podría requerir

temperaturas de 9000º K, y presión de hasta 3 GPa.



31

Figura No.14. Vista general del túnel de vientopresurizado, ubicado en NASA Ames Research Center.Fuente: http://www.nasa.com

5.3. De acuerdo a su Presión Atmosférica 5.3.1. Túneles de Viento Presurizados

En un túnel de viento presurizado (Ver

Figura No.14), los experimentos pueden

ser realizados con densidades de flujo

diferentes (generalmente altas) de la

presión atmosféricas. La invención de la

variable de densidad en un túnel de

viento se le atribuye a M. Munk2. Un modelo a escala 1:4 debe de ser

probado a 4 veces la velocidad

operacional en un túnel de viento del tipo

atmosférico. Incrementando la densidad a 4 veces la presión atmosférica se

consigue que los números de Reynolds se mantengan constantes en una velocidad

operacional. Este tipo de túnel tiene sus muy particulares problemas.

5.3.2. Túneles de Viento de Densidad Variable Muchos túneles tienen propósitos específicos, por ejemplo los túneles de densidad variable (Figura No.15), que buscan simular el flujo con altos números de Reynolds3,

lo que logran comprimiendo el aire hasta presiones cercanas a 7 veces la

atmosférica. Estos túneles de viento se utilizan para el estudio de los efectos de

suspensión de puentes, rascacielos, dispersión de contaminantes de factorías, etc.

Frecuentemente requieren tamaños especiales, son embargo se caracterizan por

tener una cámaras de pruebas muy largas. A diferencia de otros túneles de viento,

en estos se pretende simular los efectos de los limites de los estratos (limites de los

estratos atmosféricos). La cámara de prueba es generalmente muy larga. La prueba

de esfuerzos elásticos en estructuras, como los puentes, requieren de una larga

preparación del modelo.

2 Munk, Max. On a New Type of Wind Tunnel. NACA TN 58, Junio, 1921. Pp. 12. 3 Streeter, Victor l., Wylie, E. Benjamin, Bedford, Keith W. Mecánica de Fluidos. Ed. Mc Graw Hill, 9a. Edición, 2000. Pp. 260-263.



Figura No.15. Este túnel, del tipo "capa límite o atmosférico", tiene una denominada zona de trabajocon una extensión de 17 metros, un ancho de 2.25metros y una altura de 1.80 metros; dimensiones aescala humana, pensadas para hacer más fácil lastareas. Fuente: http://www.fing.edu.uy

5.4. Categoría Propia 5.4.1. Túneles de Viento de Tiro Caliente

Los túneles de viento de tiro caliente

operar con las velocidades mas altas

(hasta Mach 27), para análisis de misiles

balísticos, vehiculos espaciales durante

su ingreso a la atmósfera, y ciencias del

plasma (transferencia de calor a altas

temperaturas). Operan de manera

intermitente, como la mayoría de los

túneles de viento de altas velocidades,

pero este posee u tiempo máximo de

operación de 1 segundo o menos.

El mecanismo de operación esta basado

en alta temperatura, presión de gases

(aire o nitrógeno), producidos en un deposito de arco, y unas condiciones cercanas al

vacío en el restante espacio o cámaras del túnel.

La presión en el deposito de arco puede alcanzar varias atmósferas (MPa), mientras

las presiones en la cámara de vacío pueden ser tan bajas como 0.1 Pa (radios de

presión del orden de 10 millones); y temperaturas del gas caliente hasta de 5000º K.

La presión alta del gas es separada por la cámara de vacío y un diafragma que cede

en la misma forma y magnitud con la que la resistencia es excedida.

5.5. Cualidades Las calidades de los túneles de viento pueden ser descritas por los rangos entre los

números de Reynolds4 y velocidades Mach en los que pueden ser probados, de la

mano con los niveles de turbulencia y equipamiento de prueba que poseen. La cantidad generalmente esta dada por la máxima velocidad que se alcanza en la

cámara de prueba, el tamaño de la misma, así como en el poder del motor.

4 Streeter, Victor l., Wylie, E. Benjamin, Bedford, Keith W. Op. Cit. 2000.



33

Figura No.16. Donde se ilustran las partes que forman un túnel de viento de circuito abierto por inyección tipo.Fuente: Mehta, R. D., Bradshaw, P, Design rules for small low speed wind tunnels. The Aeronautical Journal of the Royal Aeronautical Society, November 1979. Page No. 3.

5.6. Nota acerca de la instrumentación básica El progreso en la electrónica ha ensanchado el mercado de la instrumentación para

las mediciones en túneles de viento. Estos sistemas no se describirán en este

documento. Para mediciones de presión que convierten las presiones en señales de

frecuencia, se utilizan transductores y "gages" de tensión.

Las mediciones de temperaturas, gradientes de temperatura y transferencias de calor

se utilizan termopares, transmisores de temperatura y sensores de resistencia. Los

niveles de turbulencia se miden con sistemas láser (LDA y Anemometría con láser

Doppler), sistemas de rastreo de partículas (PIV y Velocimetría de partículas) y

anemómetros térmicos y de hilo caliente.

El análisis de direccionalidad del flujo (líneas de flujo), puede ser realizado con una

técnica muy sencilla que consiste en la colocación de copetes en la superficie de los

modelos. De igual manera se utilizan tintes y aceites (para líneas de flujo y

turbulencias en superficies) y humo (para líneas de flujo en campos). Para la

visualización de olas de choque, la fotografía Schlieren5, ha sido utilizada por

5 …entre las técnicas de fotografía óptica disponibles para un foto-instrumentista, la fotografía Schlieren es quizás el método mas simple y el mas mágico….en un sistema del tipo Schlieren los rayos de luz desviados interactúan con una especie de obstáculo opaco o transparente. Fuente: http://www.rit.edu/~andpph/text-schlieren.html.



Figura No.17. Ventilador centrifugo de albes curvos adelantados y simple oído de respiración. Fuente: http://www.soler&palau.com.

muchos años. Otros métodos incluyen la utilización de la técnica de siluetas

(shadowgraph) y la (interferometry) óptica, este ultimo un instrumento que realiza un

análisis espectral de los gases. Para velocidades mayores se utilizan los métodos de

absorción.

Una pieza fundamental de hardware son las computadoras, con las que se colectan

datos y se reducen largos volúmenes de datos experimentales. Con adecuado

software, es posible controlar un amplio rango de parámetros en tiempo real,

visualizar el progreso de las experimentaciones mientras el túnel esta funcionando,

se enciende y se detiene, etc. Los túneles de viento más recientes poseen un

sofisticado equipo de cómputo.

6. Sus Partes Refiriéndonos específicamente al rubro de los

túneles de viento subsónicos, que es el tema

que nos ocupa, se encontró que estos, ya sean

de succión o de inyección, coinciden en

algunas de sus partes principales para su

correcto funcionamiento, (Figura No.16), estas

partes se pueden resumir en: 6.1. Propulsores o Extractores de Aire Consisten principalmente en el uso de

ventiladores de distinto tipos que son los que

proveen la fuerza bruta de extracción o succión

del flujo de aire a través del túnel. El tipo de

ventilador mas comúnmente utilizado es de tipo

centrifugo (Figura No.17), debido principalmente que este es el que ha demostrado

que mantiene un flujo estable, son menos ruidosas y su flujo varia menos que el uso

de otro tipo de aspas.



35

Figura No.18. Pantalla de mallametálica utilizada en un túnel de vientode circuito abierto por succión. Fuente: http://www.vonkarman.stanford.edu.

Figura No.19. Muestra un difusor de salida en un túnel deviento de circuito abierto, de sección variable, de unasección circular en el extremo derecho, a una secciónpoligonal cerca de la cámara de pruebas, ubicada en laparte izquierda. Fuente: http://www.vonkarman.stanford.edu.

6.2. Pantallas o Rejillas para el paso del Aire Son pantallas normalmente hechas de metal

entretejido (Figura No.18), las cuales tiene como

función principal la de uniformizar el flujo de aire

imponiendo un baja de la presión estática

proporcional al cuadrado de la velocidad, y de este

modo reducir el grosor limite de la capa, de manera

que la capacidad del túnel de viento de soportar un

dado gradiente de presión aumenta. 6.3. Difusores La mayoría de los conocimientos sobre los difusores

es totalmente empírica, por lo que son sensibles a

errores de diseño. Existen dos tipos principales. Los

difusores de salida Figura No.19) y

los difusores de gran ángulo Figura

No. 20). Los primeros por lo general

se ubican en la salida de los túneles

de viento de inyección y tienen como

función principal la de garantizar

mediante el incremento de su sección

la de equilibrar dentro de lo posible

las variaciones de presión del aire en

el interior de la cámara, y proveer de

un mayor área de salida del aire. Los

segundos se ubican dentro del mismo tipo de túneles, antes de las rejillas de panal y

el área de contracción como una medida extra para el equilibrio de presiones y

velocidades del aire antes de su a la cámara de prueba.



Figura No.20. Muestra un difusor de gran ángulonombrado así por poseer una inclinación mayor a las delos demás difusores. Este tipo de contracción se utilizacomúnmente como delimitante del área de contracción.Las flechas en rojo indican el lugar en donde se colocanlas pantallas y rejillas de panal. Fuente: http://www.vonkarman.stanford.edu.

Figura No.21. Los paneles de panal y las mallas ópantallas se localizan por lo regular dentro deldifusor de gran ángulo, antes del Difusor deContracción. Fuente: http://www.vonkarman.stanford.edu.

6.4. Cámara de Asentamiento o Descanso La cámara de remanso es una zona de

área constante que se sitúa antes de la

contracción y reduce la escala de la

turbulencia en la cámara de prueba,

mediante pantallas para el paso del aire

(perforadas), rejillas de panal

(honeycombs) y mallas metálicas

entretejidas. Las pantallas para el paso

del aire dan uniformidad al flujo.

La rejilla de panal es un panel con celdas

hexagonales que elimina las

componentes de la velocidad perpendiculares a la dirección principal del flujo. Las

mallas entretejidas, se coloca aguas abajo del panel de abeja, y se encarga de

eliminar la turbulencia restante. El numero

de estas pantallas esta determinado por la

reducción de los niveles de turbulencia que

se requieran. El conjunto de estas pantallas

tiene como fin la de reducir los niveles de

remolinos y variaciones laterales de

velocidad en el flujo de aire. Ver Figura

No.16. 6.5. Rejillas de Panal Son unos paneles que guardan una figura

que asemeja el entramado de un panal

(Figura No.21), y tienen como función la de

reducir los remolinos y variaciones laterales de velocidad del flujo proveniente de los

difusores de gran ángulo, antes de su paso a la cámara de contracción. Se estima



37

Figura No.22. Que muestra la contracción delTúnel de Viento construido en el Centro Ames deInvestigación de la NASA. Fuente: http://www.vonkarman.stanford.edu.

Figura No.23. Donde se muestra la ventanilla transparentenecesaria en todas las Cámaras de prueba para laobservación de los fenómenos de flujo. Fuente: http://vonkarman.stanford.edu.

que la longitud máxima de cada célula dentro de esta rejilla de panal debe ser de 6 a

8 veces su diámetro para lograr su máximo desempeño. 6.6. Cámara de Contracción La contracción tiene como fin reducir la

intensidad turbulenta que no ha sido

eliminada en la cámara de remanso,

disminuir el espesor de la capa límite y

acelerar el fluido. En el diseño de una

contracción deben tenerse en cuenta dos

aspectos relacionados con su geometría. En

primer lugar, en la entrada y la salida de la

contracción se produce un gradiente

adverso de presión, opuesto al deseable,

que puede generar un desprendimiento de la capa límite en la pared, disminuyendo

la calidad del flujo sobre el modelo. Debe tenerse también en cuenta, que el flujo

también se puede ver alterado por las esquinas de la contracción, por lo que

generalmente, éstas se biselan (Figura No.22). 6.7. Cámara de Prueba La cámara de ensayos o sección de

prueba es donde se instalarán los

modelos a estudiar. El flujo en este

elemento debe tener un perfil de

velocidad lo más uniforme posible. La

sección de la cámara puede ser

cuadrada. La cámara debe ser lo

suficiente larga como para que el

modelo pueda instalarse alejado de la

entrada, y de este modo las

mediciones no se vean afectadas por las irregularidades del flujo en el inicio de la



sección de pruebas (Figura No.23). El espesor de la capa límite aumenta a medida

que el aire atraviesa la sección de pruebas, definiéndose así, una área efectiva

menor que la sección real.

Es muy difícil, determinar reglas fijas para el diseño de túneles de viento, debido a la

amplia variedad de requerimientos, sobre todo por la gran cantidad de variables que

afectan las distintas cámaras de prueba.

7. Naturaleza del problema El primer requerimiento para un túnel de viento es obtener, a lo largo de la cámara de

ensayos, una corriente de aire estacionaria y un perfil de velocidad lo más uniforme

posible. La contracción, ubicada justo aguas arriba de la cámara de ensayos, debe

uniformizar el flujo y reducir el nivel de turbulencia.6 7 Si bien el aire es acelerado por la contracción, resultando, por lo general, un

gradiente de presión favorable, el cual favorece el mantenimiento de la capa límite en

la superficie; podría ser que existan regiones con gradiente de presión adverso en las

paredes a la entrada y a la salida de la contracción.

Debido a este efecto puede darse el desprendimiento de la capa límite, o un aumento

local de su espesor, que produzca la formación de torbellinos.

Para el caso de una contracción sin simetría axial, hay un problema adicional: la

variación de la distribución de velocidades que existe en las paredes, puede producir

componentes de velocidad cruzadas, las cuales podrían derivar también en

aumentos localizados de la capa límite.

En cualquiera de estos casos existirá una degradación de la calidad del flujo de la

cámara de ensayos, y un aumento de la potencia requerida.

6 W.H. Rae Jr., A. Pope. Low-Speed Wind Tunnel Testing. John Wiley & Sons, (1984). 7 Drydre, H. L., Abbott, I. H. The Design of Low Turbulence Wind Tunnel. Nota No. 1755. 1948.



39

8. Preguntas de Investigación

1. ¿Es posible determinar la geometría de los Difusores de Entrada y Salida, así

como el de la Cámara de Contracción, en un Túnel de Viento Bidimensional

de Circuito Abierto por Inyección, mediante un método de diseño empírico?

2. ¿Este diseño procurará un flujo, a lo largo de la Cámara de Prueba, con una

corriente de aire y un perfil de velocidad uniforme?

9. El Tema

Diseño y Construcción de un Túnel de Viento Bidimensional Subsónico de Circuito

Abierto por Inyección.

10. Objetivo General El diseño y construcción de un túnel de viento de circuito abierto por inyección, el

cual se generara un flujo, a lo largo de la Cámara de Prueba, de una corriente de

aire y un perfil de velocidad lo mas uniforme posible, mediante un método de diseño

experimental.

11. Objetivos Específicos

Los objetivos específicos de esta tesis estarán determinados, por los pasos

necesarios para lograr la definición del diseño que servirá de base para la

construcción del túnel de viento.

1. Determinar el tamaño lógico y aproximado del futuro túnel de viento, dadas las

características de logística disponibles, así como los materiales propuestos

para su construcción.

2. Establecer el rango de velocidades límite que se cruzaran a través de la

Cámara de Prueba, con el fin de determinar las características del Ventilador

Centrifugo que se utilizara como medio impulsor del aire.

3. Definir el diseño, características físicas y dimensiones base para la Cámara de

Prueba de tipo Bidimensional.



4. Determinar las dimensiones base y características físicas para el Difusor de

Gran Angulo, con base a las dimensiones de la salida de Ventilador centrifugo

disponible y los criterios de diseño establecidos por R. D. Metha y P.

Bradshaw, 19798.

5. Determinar las dimensiones base y características físicas para la Cámara de

Contracción, con un criterio de diseño experimental gráfico, que tiene como

base una variante del método de Morel9, usado por Downie10.

6. Diseño de la cámara de prueba de acuerdo a nuestras necesidades de los

modelos planteados.

7. Diseño del Difusor de Salida mediante las normas dictadas por R. D. Metha y

P. Bradshaw, 197911.

8. Proceso de armado, prueba, medición de velocidades, calibración y

preparación del flujo con modelos a escala en el Túnel de Viento.

12. Hipótesis Establecidas las condiciones de bidimensionalidad y diseño de un Túnel de Viento

Subsónico de Circuito Abierto, es posible lograr un flujo de aire, el cual se contraste

con 1 ó mas hilos de humo, a través de la Cámara de Prueba, con un

comportamiento de forma laminar y con un perfil de velocidad uniforme y estable.

13. Justificación La tridimensionalidad es la característica principal que tienen en común la gran

mayoría de los túneles de viento existentes actualmente, esta característica se debe

al origen mismo de estos aparatos.

8 Mehta, R. D., Bradshaw, P., Design rules for Low speed Wind Tunnels. The Aeronautical Journal of the Royal Aeronautical Society. November 1979. 9 T. Morel, Comprehensive Design of Axisymmetric Wind Tunnel Contractions, J. Fluid Engineering, ASME Transactions, 1975. 10 J.H. Downie; R. Jordinson; F.H. Bames. On the Design of three-dimensional Wind Tunnel Contractions. Aeronautical Journal. Vol. 88. 1984. 11 Op.Cit.1979.



41

Figura No. 24. Que muestra la forma en la que se podríadelimitar la bidimensionalidad de la que se habla en unaenvolvente arquitectónica dada, para lograr, hacer unanálisis cualitativo del aire a través de la envolvente. Fuente: Ilustraciones tomadas del libro Manual delArquitecto Descalzo de Van Lengen, Johan.

Desde su aparición, a principios del siglo XIX, los túneles de viento fueron creados

para el estudio de objetos de forma tridimensional, es decir, el estudio y observación

del viento que fluye alrededor del

exterior de un objeto determinado, en

un espacio delimitado en sus tres

dimensiones. Lo que inicio como un

aparato de experimentación para la

observación y experimentación

armamentista (balística), fue tomando

después importancia para la

experimentación y progreso de una

infinidad de productos y disciplinas,

entre las que destacan principalmente

la industria Aeronáutica, Automotriz y,

posteriormente, en la Ingeniería y la

Arquitectura.

En estos últimos casos, es hasta la

creación de nuevos materiales y

procesos constructivos, y el

consecuente cambio en los ordenes

arquitectonicos, que el hombre toma conciencia en las ventajas que el estudio de

factores climáticos, como el viento, tienen para su entorno edificado inmediato. Inicia

entonces así en la Ingeniería, la experimentación de los efectos del viento (cargas

laterales por efecto del viento), en puentes y edificios altos, en especial los

rascacielos. Por otra parte, en la Arquitectura, esta experimentación surge con mayor

fuerza, a partir de la crisis energética de los años setentas, cuando las sociedades se

ven obligadas a buscar formas más coherentes de climatización de su hábitat y

menos dependientes del petróleo.



Figura No. 25. Con base al criterio de bidimensionalidad antes mencionado, se muestra aquí parte del estudio fotográfico realizado al mismo modelo de casa habitación en el Túnel de Viento Bidimensional diseñado por el Dr.Armando Alcántara Lomelí. Los modelos de las viviendas están realizados a escala 1:50, con una profundidad, óaltura de las paredes de 1.2 cms. La fotografía A muestra la prueba realizada en este modelo con un corte en planta a un nivel de 0.60 metros dealtura a partir del nivel de piso terminado de la vivienda, abarcando así, la ubicación, grosor y dimensiones de losmuros contenidos en este plano de corte ó análisis. Se puede observar que en este plano las 3 aberturas sonconsideradas como puertas debido al nivel del plano de análisis. En la fotografía B se muestra un corte en planta a un nivel de 0.80 metros de altura a partir del nivel de pisoterminado de la vivienda y como se modifican las dimensiones de los vanos, así como la aparición de nuevasaberturas. El muro ubicado en la parte superior de la foto es quizás el que sufre mayor transformación, sobre el ejederecho, se modifican notablemente las dimensiones del vano, dando a atender que los muros presentes en lafotografía A son de un muro bajo cuya altura es inferior a los 0.80 metros. El mismo caso sucede sobre el ejesuperior, en el cual aparece solo un segmento del muro anterior y se incluyen solo dos columnas, las cuales sostienen, en este caso la techumbre de la terraza en cuestión. Otro de los cambios se presenta sobre el eje inferior, en el cual aparece una ventana cuyo lecho inferior tiene una altura de 0.90 metros. Fuente: Propia.

Si bien para el desarrollo de investigaciones en la Ingeriría Civil y la Industria

Automotriz, entre otros, la configuración en 3 dimensiones de un túnel de viento tiene

ciertas ventajas; para la investigación ó experimentación en la Arquitectura, puede

presentar ciertas limitantes. Una de ellas tiene que ver con la visualización del

fenómeno al interior de los modelos a escala, debido a que las envolventes

arquitectónicas están compuestas por una serie de planos espaciales interiores,

delimitantes de los espacios habitables. Es decir, aun con la experimentación en un

modelo a escala transparente, el ángulo de observación estará siempre limitado por

esa tercera dimensión, de modo que la comprensión ó visualización del fenómeno en

conjunto estará siempre sujeta al giro del modelo con respecto al flujo, y/o el cambio

de posición del plano de visión del observador.

A B



43

Figura No.26. Donde se muestran algunas de las distintas fotografías ó radiografías de las queconsta un estudio radiológico del cerebro humano, denominado Radiología de Emisión de Positrones. Este estudio se realiza por medio del análisis axial de distintas capas del cerebro (Plantay Corte), con el fin de determinar la ubicación de enfermedades, deficiencias u anomalías encualquier parte del cuerpo. Así como el estudio del funcionamiento del cerebro, en tiempo real, anteciertos estímulos. Imaginemos que para nuestro caso, la silueta del cerebro humano que se ve en lafigura, es una envolvente arquitectónica. Si se hace pasar aire a través de las aberturas de esa envolvente se podría apreciar de manera cualitativa el comportamiento que éste tendría al interior dela misma. Fuente: www.chasque.net.

Si dentro de la tridimensionalidad que poseen, tanto el viento como las envolventes

arquitectónicas, se trata delimitar una cierta bidimensionalidad en ambos, es decir, si

se ajusta las dimensiones del flujo y modelos a escala de manera que la componente

tridimensional (profundidad), se disminuya ó tienda a 0 (cero), se podría realizar un

análisis axial en planos ó capas casi bidimensionales de ambos (Ver Figura No.24 y

25), semejante al análisis radiológico que en medicina se denomina Tomografía Axial

de Emisión de Positrones, también llamado TEP (Ver Figura No.26).

Pretendiendo que las partículas de aire que fluyan en los límites establecidos dentro

de esta capa ó lámina observen un comportamiento similar en el sentido

perpendicular al flujo.



Ahora bien, si se hace pasar esos planos de aire, contrastado por humo, a través de

los vanos que dichos edificios poseen, se puede observar de manera cualitativa el

fenómeno en cuestión y como interactúan éste, al interior de las envolventes

arquitectónicas. De modo que podamos advertir, mediante la suma de todos los

análisis axiales resultantes de un edificio, parámetros de diseño mas cercanos a la

realidad en el interior y exterior de los espacios habitables, procurando así el confort

térmico para el ser humano en su entorno edificado inmediato.

Esto complementaria de una manera más grafica el entendimiento y estudio con

fines didácticos y de investigación, del fenómeno del viento al interior de una

envolvente arquitectónica, objetivo final del presente trabajo.

Debido a causas de origen, la mayoría de la bibliografía existente sobre este tema se

refiere a Túneles de Viento Tridimensionales, por lo que todos los parámetros de

diseño del Túnel de Viento que se pretende construir, parten del mismo punto.

14. Parámetros de Diseño Existentes

El diseño de túneles de viento es un complejo campo que involucra muchos aspectos

de la ingeniería mecánica e ingeniería de fluidos, y es imposible cubrirlas todas en un

solo documento. Existen libros y artículos escritos con anterioridad sobre este tema

como Rae & Pope (1984)12, Bradshaw & Pankhurst (1964)13 y Seidel (1982)14 los

cuales son útiles referencias para el diseño y construcción de estos aparatos.

En la mayoría de los túneles de viento, se utiliza el viento bajo condiciones de

presión atmosférica normal, por lo que la única opción que queda es la de

incrementar la velocidad del flujo. Frecuentemente no es posible incrementar la

velocidad del flujo lo suficiente como para que los resultados en la experimentación

en túneles de viento caigan entre las mejores simulaciones resueltas y las que se

obtienen en aplicaciones reales.

12 W.H. Rae Jr., A. Pope. Op.Cit.1984. 13 Bradshaw, P., Pankhurst, R. C. 1964. The Design of Low-speed Wind Tunnels. Progress in Aeronautical Sciences 6, 1-69. 14 Seidel, M. 1982 Construction 1976-1980. Design, manufacturing, calibration of the German-Dutch Wind Tunnel (DNW). Tech. Rep. Duits-Nederlandese Wind-tunnel (DNW).



45

Es posible lograr un correcto y buen desempeño en túneles de viento de circuito

abierto, con su consecuente bajo costo y reducción de espacio para su instalación.

Existen dos tipos principales de túneles de viento de circuito abierto, los cuales

difieren básicamente en la posición en la que se coloca el generador de viento

(entrada o salida de la cámara de prueba). Aunque autores tales como R. D. Metha

y P. Bradshaw15, aseveran que dentro de este tipo de túneles, la ubicación que la

fuente generadora de aire, tiene con respecto a la cámara de prueba, es de poca

importancia, coinciden en que la principal ventaja de estos, es la de que sufren

menos por cambios de temperatura, principalmente debido a que el volumen de aire

que se encuentra en el cuarto que lo contiene, es mayor al que se encuentra en el

interior del cuerpo del túnel, y el desempeño de un ventilador ubicado después de la

Cámara de Pruebas no esta afectado por flujos aleatorios provenientes de la misma.

Una de las desventajas de los túneles de viento de circuito abierto con un difusor de

salida es la que la presión es siempre menor que la atmosférica, aunque puede ser

remediado obstaculizando la salida del túnel y creando así un incremento de la

presión en la Cámara de Prueba ó de Trabajo.

Así mismo, la principal ventaja de un ventilador centrífugo, a comparación de un

ventilador axial, es la de que se comporta muy bien dentro de un largo número de

cargas o pruebas. La única ventaja de un túnel de viento de succión, con un

ventilador centrífugo o axial, en la salida del mismo, es la de que el aire contenido en

el interior del túnel se encuentra menos perturbado que el que ingresa mediante la

inyección del mismo por medio de un ventilador.

Aunque el presente trabajo tiene como fin el diseñar un Túnel de Viento de Circuito

Abierto Bidimensional Subsónico por Inyección, de manera experimental, se

pretende realizar estas experimentaciones con base a normas de diseño

establecidas por diversos autores como R. D. Metha y P. Bradshaw16.

15 Mehta, R. D., Bradshaw, P. Op. Cit.1979. 16 Op. Cit.1979.



Figura No. 27. Que muestra un tipo de ventilador axial.En la parte central de la ilustración se observa el motor,así como la escala humana. Fuente: http:www.vonkarman.stanford.edu.

A continuación se hará una breve mención de parámetros de diseño de diversos

autores, mediante el orden de diseño en el que se estará definiendo el modelo final

del aparato en cuestión.

14.1 Sistemas Impulsores 14.1.1. Ventilador Axial Muchos túneles de viento se manejan con ventiladores de flujo axial, los cuales

producen presión estática, aumenta (con un cambio no apreciable en la velocidad

axial ó presión dinámica a menos que el aumento de presión sea comparable con la

de la presión absoluta), en un punto del circuito, para compensar las perdidas totales

en el resto del circuito.

El diseño de ventiladores axiales para

túneles de viento cubre un amplio rango.

Desde ventiladores de carga ligera, los

cuales usualmente tienen un alto radio

de velocidad de las puntas, en

comparación con la velocidad axial de

sus ejes, y una correspondiente alta

velocidad relativa en las aspas, produce

el requerido aumento de la presión con

una favorable pequeña área de aspa y se

parecen mucho a las aspas de los

motores de avión. Sin embargo, los

ventiladores con altas velocidades en las

aspas causan una gran cantidad de vibraciones si el flujo que se acerca no es

uniforme por encima de la sección transversal, y la velocidad de la punta de más de

150 ó 200 m/seg. En el viento implica un relativo acercamiento a los números Mach

en los cuales ocurren las ondas de choque, resultando otra vez en ruido y vibración.

Por lo tanto, en modernos túneles de viento, la velocidad de las puntas se mantiene

lo mas lenta posible, no mayor de 2 a 3 veces la velocidad axial local, y los arreglos



47

Figura No. 28. Donde se observa una serie de ventiladoresaxiales de flujo colocados antes de la cámara de prueba. Fuente: http:www.vonkarman.stanford.edu.

en las aspas se parecen mas al grado de un compresor de aire axial, con estator en

línea al frente del rotor. Ver Figura No.27.

Debido a que es necesario volver a la uniformidad a un flujo sin remolinos dentro de

una sección circular o poligonal corriente abajo del ventilador, el diámetro del eje es

usualmente una fracción menor al diámetro del ventilador, y rara vez excede de 0.5 a

0.6 del diámetro del ventilador. Como resultado el espacio entre las aletas, medidos

alrededor de la circunferencia, varia considerablemente desde la base hasta ala

punta. El radio espacio/cuerda tipifica la carga del ventilador, y determinan también

las tolerancias permitidas por el efecto entre las aletas adyacentes. Cerca de la punta

la interferencia es pequeña, pero cerca de la raíz, el radio espacio/cuerda es menor y

diseñado bajo reglas de maquinaria turbo. Desafortunadamente es muy común

encontrar una región cerca del medio radio donde ninguna de las reglas es certera, y

una interpolación de las mismas es necesaria. Es usual que se opte por mantener

una área de sección transversal del torrente de aire casi constante por encima de la

longitud del eje, y de esta manera la cubierta exterior tiene una comba hacia afuera.

En túneles de viento de circuito

cerrado, los ventiladores axiales son

usualmente montados corriente abajo

de la segunda esquina, donde el área

de la sección transversal es 2 ó 3

veces más que la de la cámara de

prueba. Esto reduce la velocidad

óptima del ventilador, llevándonos a

una reducción en el ruido y vibración.

Existe también una ventaja práctica

para esta localización, y es la de que

en el caso de que un objeto vuele de

la cámara de prueba, tiene alguna oportunidad de ser alcanzado ó destruido por las

aletas de las esquinas, antes de que llegue a las aspas del ventilador.



Los ventiladores axiales (Ver Figura No.28), tienen mayores límites de rangos de

operación (en términos de aumento del coeficiente de la presión, definido como el

radio de aumento de la presión a través del ventilador hacia la presión dinámica del

flujo), que los ventiladores centrífugos. Si se requiere que el coeficiente de presión

sea alto, las aletas del ventilador caen en perdida, usualmente empezando por la

base donde el ángulo de la aleta hacia el plano de rotación es el mayor, para que la

dirección del flujo se dirija corriente abajo y corriente arriba cerca de las bases.

Si el coeficiente de presión es muy bajo, entonces una caída en perdida del ángulo

negativo cerca de las puntas ocurrirá. Los ventiladores axiales, con motores

eléctricos montados en su cuerpo central, son comunes comercialmente hablando,

pero los túneles de viento de alto rendimiento poseen ventiladores hechos a la

medida con características únicas. Un buen compendio sobre el diseño de

ventiladores axiales, aparentemente para ventiladores de minas, pero aplicable a

túneles de viento, se encuentran en R.A. Wallis, Axial Flow Fans and Ducts, Wiley-

Interscience (1983).

Como se menciono anteriormente, la mayoría de los túneles son conducidos por

ventiladores de flujo axial, los cuales producen la elevación de la presión estática (sin

un apreciable aumento en la velocidad axial o presión dinámica). El diseño de

ventiladores axiales para túneles es un tema muy complejo.

14.1.2. Ventiladores Axiales de Flujo En un túnel de viento de circuito cerrado, el arreglo ó acomodo usual de las aletas de

pre-rotación aguas arriba del rotor (hélice del ventilador), se diseña de modo que los

remolinos en la salida sean igual a cero. En el caso de un túnel de viento de circuito

abierto, el remolino presente en el flujo en la salida del ventilador puede ser disipado

antes de que el flujo llegue la entrada, pero una ventaja restante de las aletas de

pre-rotación es que la velocidad del flujo relativa a las aspas del ventilador es mayor

si carece de estator ó se localiza aguas abajo del ventilador.

14.1.2.1. La sólidez del ventilador



49

El procedimiento de diseño esbozado por Bradshaw y Pankhurst en 1964, es todavía

una guía adecuada. El único problema serio encontrado en el diseño del ventilador,

que no se encuentra en el diseño de alas de avión de baja velocidad, es la

interferencia que existe entre los campos de flujo de las aspas. Esta interferencia

depende principalmente en la solidez, el radio que tiene la cuerda del aspa al hueco

entre aspas (medido alrededor de la circunferencia). Previendo que la solidez es

menor a la unidad aproximadamente, la interferencia es lo suficientemente pequeña

para ser tratada como una pequeña corrección del desempeño de una superficie de

sustentación aislada; para solideces mas altas el flujo no puede ser relacionada con

precisión a esta superficie de sustentación aislada, y los datos para las “cascadas”,

filas de superficies de sustentación, arregladas de la misma manera como aletas de

esquina, deben de ser utilizadas en su lugar. La solidez varía de acuerdo al radio, y con el fin de hacer uso del mismo

procedimiento para la totalidad de la longitud del aspa es recomendable mantener el

mismo valor por debajo de la unidad en la raíz del aspa, montando el ventilador

sobre un eje central cuya nariz sea la mitad del diámetro del ventilador. 14.1.2.2. Diseño de las Aspas La eficiencia de los ventiladores axiales están por el orden del 90% de modo que la

minimización de las perdidas no es usualmente importante, y el procedimiento usual

es el de escoger un tipo de aspa con un coeficiente de levantamiento alto y seguro,

sin tener en cuenta los radios de levantamiento y arrastre; los valores de 0.7 a 0.9

son típicos.

14.1.3. Ventiladores Centrífugos

Un túnel de viento por inyección es operado por medio de un motor en la entrada,

usualmente un ventilador centrífugo (Ver Figura No.29), el cual la mayoría de las

veces se presenta como los que encontramos en bombas para carro o en las

secadoras de pelo. La aletas aerodinámicas de un ventilador centrifugo corren

nominalmente al mismo ángulo de ataque alrededor de su dimensión máxima

transversal, y la reducción de los aumentos de presión a medida de que las aletas



Figura No. 29. Donde se observa un ventilador de tipocentrifugo como el que utilizara para la construcción delaparato que nos atañe. Fuente: http:www.soler&palau.es.com.

caen en perdida es gradual, sin mucho deterioro en la estabilidad y uniformidad del

flujo saliente. Se debe decir que el flujo saliente de un ventilador centrífugo es

perturbado la mayoría de las veces, pero no peor que las condiciones de flujo que se

experimentan a la salida del divisor principal de un túnel de circuito cerrado.

Los ventiladores centrífugos son casi

siempre comprados comercialmente

como extractores utilizados

principalmente en sistemas de

ventilación o aire acondicionado, por

lo que los procesos de diseño se

reduce a buscar a fabricantes en los

catálogos, por una unidad que

produzca el aumento en la presión

total necesaria para un flujo de aire

determinado.

Los ventiladores centrífugos son

usualmente utilizados para el manejo de los túneles de viento de circuito abierto por

inyección; la colocación de estos ventiladores para succión, no representa una

ventaja significativa. Un ventilador centrífugo de una sola salida también puede ser

utilizado para túneles de viento de circuito cerrado instalando en ellos esquinas de

retorno. En los ventiladores centrífugos de una sola salida, se ha encontrado que

producen un flujo de vortice, debido a la posición asimétrica del impulsor, el cual

ayudara a la unión del flujo sobre las paredes de los difusores de gran ángulo.

Esto compensa la falta de uniformidad del flujo, el cual también es mejorado por las

pantallas en un difusor de gran ángulo y la cámara de asentamiento.

14.1.3.1. Ventajas sobre otro tipo de ventiladores Los ventiladores centrífugos corren con una razonable estabilidad y eficiencia sobre

un amplio rango de condiciones de flujo (variaciones del factor de potencia), porque

la totalidad de la envergadura de las aspas opera normalmente el mismo coeficiente



51

Figura No. 30. Diferentes tipos de impulsor dentro de los ventiladores centrífugos. Fuente: Mehta, R. D., Bradshaw, P., Design rules for low speed wind tunnels. The Aeronautical Journal of the Royal Aeronautical Society. November 1979.

de levantamiento. El ruido y pulsaciones generados por el ventilador centrífugo son

relativamente bajos, incluso en condiciones fuera de diseño, y la uniformidad del flujo

varia menos con un radio avanzado. El remolino (vortice de salida) producido por un

ventilador centrífugo de salida simple es también independiente del radio avanzado,

depende más bien del radio del rotor y del ancho de la caja que lo contiene.

14.1.3.2. Tipos de Ventiladores Centrífugos El tipo más común de aspa es la que tiene la superficie de sustentación con la cara

dando hacia atrás (Figura No. 26), el que la cara de la superficie de sustentación este

dando hacia el frente es menos eficiente. Si la eficiencia del ventilador centrifugo no

es muy importante, estas aspas pueden ser diseñadas de las misma manera que las

aletas de las esquinas de retorno o cascadas escogiendo un ángulo de orilla de 4 o

5º y una huella de ángulo de orilla igual a cero, pero la forma de aspa mas eficiente

es la que tiene una curvatura de espesor finito. Muchos autores han probado estos

ventiladores con estas aspas (R. D. Metha and P. Bradshaw, 1979) y han encontrado

que la uniformidad del flujo se deteriora al mismo tiempo que se incrementa la carga.

Sin embargo, con aspas con la cara hacia atrás, en forma de “S” (Figura No.30) se

encontró que la uniformidad del flujo se mejora con el incremento de la carga,

presumiblemente a que estas aspas entran en pérdida muy rápido, llevándonos así al



incremento de la mezcla. El costo de esto es un mayor nivel de turbulencia en el flujo

de la salida y una menor eficiencia del ventilador.

14.1.3.3. La superficie de la aspa (lengua) Es un importante componente el cual afecta la uniformidad del flujo de salida y las

características del ruido del ventilador. Para una mínima interferencia con la

uniformidad del flujo, el radio de la altura del aspa hacia el de la caja necesita ser

pequeño (< 0.3) y el ángulo y forma de la misma, cuidadosamente diseñado. El

espacio entre el rotor y la lengua debe de ser mínimo por razones aerodinámicas

para optimizar la interferencia con el flujo saliente y de esta manera minimizar el nivel

de ruido. El diseño de la lengua en la mayoría de los ventiladores comerciales es la

adecuada. Un mal ángulo de la lengua puede ser mejorado si se agrega una

terminación afilada aguas abajo del túnel como se muestra con la línea punteada en

la Figura No. 30. 14.1.3.4. Otras sugerencias

Una boca de la campana de entrada ayuda a producir un flujo uniforme y reduce las

perdidas de entrada, y un filtro de entrada (ayudando a reducir el remolino de

entrada) es esencial para reducir la contaminación en sondeos de alambre caliente.

Los ventiladores centrífugos grandes deben de ser montados en montajes anti-

vibratorios y conectados al túnel con una junta flexible para reducir la vibración.

Los ventiladores centrífugos de doble entrada tienden a producir un flujo

uniformemente inclinado (sin vortice), el cual lleva mayor distancia en juntarse a las

paredes aguas debajo de la lengua. Por eso se debe de ser conservador en el diseño

de difusores de gran ángulo para ventiladores centrífugos de doble entrada.

Los ventiladores centrífugos de aspas que dan la cara hacia atrás, son los más

recomendables para el manejo de túneles de viento por inyección.

Una vez que la máxima presión estática de un ventilador es requerida y el rango del

volumen del flujo ha sido estimado, los manuales de los productores de estos pueden

ser consultados.



53

Figura No. 31. Donde se observa la ventanilla de la cámara depruebas de un túnel de viento de circuito abierto por succión. Fuente: http:www.vonkarman.stanford.edu.

14.2. Cámara de Pruebas Una de las ventajas de la utilización de los túneles de viento, es la de que los

experimentos pueden ser realizados bajo condiciones controladas, en comparación

con las que se realizan en ambientes abiertos. El inconveniente de estas

experimentaciones pudiera ser la utilización de modelos a escala, en lugar de la

utilización de modelos en escala real. Por lo que, con la finalidad de alcanzar los

números de Reynolds17 que se encuentran en un modelo a escala real, la viscosidad

y las velocidades de flujo frecuentemente deben de cambiarse.

Tanto los requerimientos como

los costos determinan el tamaño

y velocidad del aire en la sección

de pruebas y la potencia

requerida por el ventilador. La

sección puede tener muchas

formas: circular, elíptica,

rectangular, cuadrada,

hexagonal u octogonal (Ver

Figura No. 31), como las

pérdidas debidas a su forma son

mínimas, la elección de su geometría obedece principalmente a consideraciones

aerodinámicas y a la utilidad marginal que represente. El techo y piso planos hacen

muy fácil la instalación de modelos, balanzas aerodinámicas y su calibración. En

especial una sección que tenga un alto igual a dos tercios de su ancho es aún más

ventajosa pues requiere de menores correcciones, debido a que la capa límite se

engrosa a medida que el aire atraviesa la sección de pruebas, crea un área efectiva

menor, aumentando la velocidad. A pesar de que no se ha desarrollado un método

de diseño para solucionar este problema, se recomienda que las paredes tengan un

ángulo de divergencia alrededor de medio grado y muchas veces es necesario hacer

17 Streeter, Victor l., Wylie, E. Benjamin, Bedford, Keith W. Op.Cit. 2000.



Figura No. 32. Donde se observa un ejemplo de visualización del flujo contrastado por humo sobre un modelo de ala de avión. Fuente: http:www.vonkarman.stanford.edu.

un ajuste fileteando las esquinas, una vez que el túnel esté montado, hasta obtener

mediciones estáticas en la presión longitudinal.

La longitud usual de una sección de pruebas varía entre 1 y 2 veces la dimensión

mayor de la sección. No debe olvidarse hacer la sección transparente ó colocar

suficientes ventanas para su filmación y observación.

14.2.1. Visualización del Flujo

En general, la visualización de los flujos es un modo de experimentación que

pretende examinar el patrón de flujo alrededor de un cuerpo o sobre una superficie.

El flujo es visualizado introduciendo tinte, humo o pigmento en el flujo en el área de

bajo la experimentación.

La principal ventaja de este

método es la de proveer de una

descripción de un flujo sobre un

modelo sin la reducción de

complejos datos y análisis. La

visualización del flujo (Barlow,

1999)18 involucra la inyección de

hilos de vapor en el flujo. El vapor

produce líneas delgadas (líneas

hechas por todas las partículas

pasando a través del punto de

inyección). En un flujo estable las

líneas delgadas son idénticas a las líneas de flujo (líneas en cualquier lado tangentes

a la velocidad del vector). El flujo contrastado por humo revela de este modo el

patrón de flujo entero alrededor de un cuerpo. La visualización de flujo por aceite

(también descrita por Barlow et al.), incluye cubrir la superficie del modelo con una

delgada capa de pigmento (en algunos casos Dióxido de Titanio), suspendido en

18 Barlow, J. B., Rae, W. H. Jr., Pope, A. Low-speed wind tunnel testing. Ed. John Wiley & Sons. New York, 1999.



55

Figura No. 33. Donde se observa la ventanilla de lacámara de pruebas de un túnel de viento de circuitoabierto por inyección parte del fenómeno de bloqueo delflujo de humo por el modelo. Fuente: Propia.

aceite (en algunos casos keroseno). El pigmento tiende a fluir en dirección de la

fricción que existe entre el flujo y la superficie, dejando un patrón chorros o flujos. Ver

Figura No.32. El pigmento también puede fluir bajo la acción de gradientes de

presión si el aceite se hace muy denso o por la acción de la gravedad, si la

visualización se lleva a cabo en vertical o superficies resbalosas. Estos chorros o

flujos de los que se hablaba revelan el flujo muy cerca de la superficie. La

visualización de flujo con aceite es especialmente buena para la detección de la

separación de capa, cuando el límite de capa se levanta lejos de una superficie. Por

eso el flujo de aceite pigmentado tiende a vigorizarse a lo largo de estas líneas.

14.2.2. Efectos de Bloqueo

El bloqueo del flujo ocurre en túneles de viento de limitadas dimensiones, ó durante

la prueba de grandes modelos. El bloqueo esta definido como el radio del área frontal

del modelo, con relación al área de la cámara de prueba. Los radios de bloqueo menores del 10% son necesarios, pero cada vez mayores

radios son usados. Para las pruebas aeronáuticas el bloqueo debe ser menor al 5%,

mientras que en la industria automotriz este valor puede ser alcanzado por muy

pocos túneles de viento.

La presencia del modelo en la cámara

de prueba bloquea el flujo entrante y

produce un efecto de incremento de

presión sobre las paredes del túnel, (Ver

Figura No.33). Por esta razón a veces

los túneles de viento de sección abierta

o los túneles de paredes ranuradas son

usados. La corrección de los efectos de

bloqueo sigue siendo efecto de

numerosas investigaciones actualmente.

El bloqueo pude ocurrir como una

resultante de una contracción que las paredes realicen en el flujo de aire a través de



su paso por la cámara de prueba. Esta contracción, aumenta la velocidad del aire al

pasar por el modelo, alterando el patrón de flujo y sus características. Esta

constricción, la cual no siempre ocurre en el vuelo libre, incrementa la velocidad del

flujo a la vez que pasa por el modelo, alterando el patrón de flujo y sus

características. En el caso de la superficie de sustentación, un bloqueo solidó tiende

a hacer que el flujo sobre la superficie de sustentación se pierda antes de lo previsto.

Es debido a que ocurre una separación del límite de la capa cuando en regiones

donde el flujo esta desacelerando, existe un gradiente de presión adverso. Mientras

mayor sea el gradiente mas rápido ocurrirá la separación. El efecto de bloqueo

incrementa la magnitud de la desaceleración y de este modo, el gradiente de presión

producido por la superficie de sustentación. Interesantemente, el efecto contrario

ocurre en un túnel de viento de jet abierto. Aquí la pared del túnel de viento esta

formada por la esquina del jet, y por eso puede ser deformada por el flujo sobre el

modelo. La deformación tiende a reducir la magnitud de las aceleraciones y

desaceleraciones experimentadas por el modelo.

14.2.3. La despreciada tridimensionalidad Es común para los ingenieros, que prefieran la experimentación en configuraciones

de 2 dimensiones, tales como flujos en lámina, ó cilindros. Los flujos bidimensionales

son más fáciles de entender y medir. Los resultados obtenidos de estas

experimentaciones frecuentemente se utilizan para predecir el comportamiento de

flujos tridimensionales más complejos. Montando un flujo bidimensional sobre un

modelo en un túnel de viento puede, sin embargo, ser bastante difícil. Por ejemplo, el

modelo de una superficie laminar con la misma envergadura de la cámara de prueba

puede no producir un flujo bidimensional, cuando ésta se levanta. Variaciones de

ascenso cerca de las puntas del modelo influencian todo el campo de flujo. La

situación puede, bajo ciertas circunstancias, ser mejorada montando placas en las

extremidades del modelo. Estas previenen que el flujo pase alrededor de las puntas.



57

14.2.4. Efectos de escala Rara vez los modelos probados en las cámaras de prueba son de tamaño real. La

mayoría de las veces son a escala. Los modelos a escala son difíciles de construir y

generalmente son muy caros (solo piensen en la rugosidad de un terreno,

tolerancias, pequeños detalles, etc.). Para simular las condiciones reales el ingeniero

aerodinámico, debe mantener los parámetros de dimensionalidad constantemente.

Por ejemplo, un modelo escala 1:4 debe ser probado a 4 veces la velocidad real. Por

lo tanto, menor el modelo, mayor la velocidad en la cámara de prueba y los otros

parámetros deben de mantenerse constantes (esta limitación puede ser ignorada en

túneles de viento presurizados).

14.2.5. Tamaño de los modelos a escala El ingeniero aerodinámico debe encontrar un compromiso entre modelos a escala y

el tamaño del túnel de viento. La decisión está dictada por lo general por lo recursos

con los que se cuenta. Cuando los números reales de Reynolds19 y los números

Mach no pueden ser reproducidos, los datos experimentales están afectados por el

llamado efecto de escala.

La extrapolación a escala real depende del tipo de experimento que se lleva a cabo y

el rango en la escala de Reynolds20 y Mach en las que se prueban. A veces los

efectos de escala son despreciables, otras veces, como en el caso de los flujos

transónicos y bajas velocidades, no lo son.

14.2.6. Las correcciones en los túneles de viento Las condiciones de prueba nunca son las mismas, como las operacionales. Entre las

efectos mas conocidos son los de escala, el efecto de bloqueo, debido a la presencia

del modelo en la cámara de prueba y las limitantes de las capas de las paredes.

Otros efectos dependen del tipo de experimentos que se llevan a cabo, por ejemplo,

las correcciones del ángulo de ataque de una la de avión, debido a una inclinación

determinada. La corrección en los túneles de viento requiere de especial análisis y

técnicas de procedimientos. 19 Streeter, Victor l., Wylie, E. Benjamin, Bedford, Keith W. Op.Cit. 2000. 20 Op. Cit. 2000.



Figura No. 34. Donde se observaun chorro turbulento de agua. Fuente: http:www.vonkarman.stanford.edu.

14.2.7. Problemas de Interferencia

La interferencia en un túnel de viento debido al efecto de bloqueo en el flujo de aire,

por el modelo en la cámara de prueba es un problema que debe ser acotado

correctamente en la interpretación de los datos. Otro tipo de interferencia puede

ocurrir en velocidades transónicas y supersónicas, debido a la reflexión de las ondas

de choque en las paredes del túnel.

14.2.8. La Turbulencia Aquí vamos a considerar algunas de las ideas mencionadas con anterioridad para

esbozar lo que constituye uno de los desafíos más grandes de la física, el problema

de la turbulencia. El problema aparece en casi todas las ciencias experimentales y,

por su formulación, en las matemáticas. La "solución" a este problema ha eludido a

matemáticos, ingenieros y físicos por más años de los que el decoro permite aceptar.

Los intentos de abordar el problema han generado o

estimulado ramas de las matemáticas, han introducido

múltiples ideas en física y han generado una gran

variedad de métodos matemáticos y experimentales;

todos de una utilidad notable en otras disciplinas. Muchos

científicos sobresalientes estudiaron el problema y luego

prefirieron cambiar de tema para lograr las contribuciones

que los hicieron figurar en la historia. Por intentos no ha

quedado, si bien las cosas no están como al principio.

Al iniciarse la década de los años setenta se abrieron

varias perspectivas teóricas y experimentales de muy

diversa índole. Cada una por separado parecía ser la

adecuada para atacar en forma definitiva el problema.

Cada una de ellas inició una etapa de intenso, extenso y

excitante trabajo en todo el mundo. Combinando ideas y métodos recién

desarrollados en las matemáticas, desde las muy abstractas como la topología

diferencial, hasta las más prácticas como el análisis numérico (aunado a la



59

construcción de computadoras cada vez más grandes y veloces), se revisaron

experimentos clásicos desde una nueva perspectiva y se encontraron elementos que

estaban a la vista, pero que no se habían buscado o que simplemente se ignoraban

invocando diversos argumentos. También, nuevas técnicas experimentales y

cuidadosas observaciones hicieron cambiar algunas ideas preconcebidas y el

enfoque teórico que sistemáticamente se había estado siguiendo. Así, se revisaron

las teorías y repitieron experimentos. Si bien cada una de las nuevas ideas y

métodos, teóricos y experimentales, siguen en una efervescente actividad, el

optimismo inicial sobre la comprensión del fenómeno de la turbulencia ha ido

decayendo con el tiempo en vista de los exiguos resultados específicos. Muchas

cosas han quedado más claras y los horizontes por explorar se han abierto en forma

sorprendente.

Todos los flujos que se observan pueden clasificarse en dos grandes grupos, los

laminares y los turbulentos.

En todos estos el fluido se mueve en láminas y parece obedecer reglas más o menos

claras. Estudiando los flujos laminares es como se han entendido los principios

básicos que describen a los fluidos. Por otra parte, son los flujos turbulentos los que

dominan el foro.

Cuando el movimiento de un fluido es irregular y complicado se dice que el flujo es

turbulento. En la Figura No. 34 se muestra un chorro turbulento de agua; aunque

muy familiar, la complicada estructura ilustra las características de la turbulencia.

Esta definición, como tantas otras en nuestro negocio, no parece muy precisa:

podíamos haber dejado el pudor a un lado y caracterizar simplemente a la

turbulencia como el estado no- laminar. Ésta es parte de la dificultad.

14.2.8.1. ¿Cuándo es un flujo lo suficientemente complicado como para ser bautizado como turbulento?

Como con el estado mental de las personas, es relativamente fácil distinguir los

casos extremos. A quienes están totalmente desquiciados los confinamos a una

habitación acolchonada, dejando fuera a los normales, pero siempre nos preocupa



distinguir la ubicación de la línea que separa los casos marginales. A los "fluidicistas"

les pasa un poco lo que a los psiquiatras (con la única ventaja de no ser sujetos de

su propio estudio).

Una característica del estado turbulento es la completa irreproducibilidad de los

detalles de un flujo; hay un elemento aparentemente caótico que es inherente a este

estado de movimiento. Al abrir completamente la llave de un lavabo observamos un

chorro de agua que cae, choca con el fondo del vertedero, se reúne con la que cayó

previamente y, moviéndose de manera irregular, se va por el desagüe. Si midiéramos

algún parámetro del flujo con mucha precisión, como la velocidad en el chorro

encontraríamos que conforme transcurre el tiempo, tal parámetro va cambiando de

valor y da lugar a un patrón como el que se muestra en la Figura No.30. Si después

medimos muchas veces, abriendo la llave de la misma forma, esperando el mismo

tiempo y a la misma distancia de la boca de la llave, el resultado será muy parecido

al anterior, pero nunca igual.

No sólo la velocidad cambia en esta forma irregular. Casi todas las variables hacen lo

mismo. Por ejemplo, supongamos que se determina el gasto, que es la cantidad de

agua que sale cada segundo, manteniendo todo fijo. El resultado sería de -digamos-

un litro cada diez segundos (100 ml/s), aproximadamente; a veces unos mililitros

más, a veces otros menos. Es decir, fluctúa alrededor de un valor promedio, el de

100ml/s. El asunto no tiene remedio, siempre es así cuando el valor promedio de

alguna cantidad excede de cierto valor, llamado crítico. Para ciertos casos muy

simples se ha logrado predecir razonablemente el valor crítico que debe alcanzar

cierto parámetro (usualmente el número de Reynolds21) para que el flujo pase de un

movimiento laminar a uno turbulento. Es decir, que se pierda completamente la

estabilidad del flujo (se vuelva un tanto loco). Por otra parte, el describir estas

fluctuaciones, que podemos observar y cuantificar, es uno de los aspectos más

difíciles de abordar que tiene el problema, ya que se trata de poderlos predecir, no

21 Streeter, Victor l., Wylie, E. Benjamin, Bedford, Keith W. Op.Cit. 2000.



61

sólo de medirlos; la medición es hoy en día un trabajo de rutina en muchos

laboratorios, si bien es necesaria una tecnología relativamente complicada.

Los cientos de trabajos que se publican sobre estudios teóricos y experimentales de

la turbulencia, cada año y desde hace muchas décadas, hacen que una reseña de

los avances logrados se convierta en una obra de volúmenes. El uso de las más

variadas técnicas experimentales y matemáticas las hace, además, de difícil lectura

aun para los especialistas. Sin embargo, algunas de las ideas más viejas y más

recientes, que comparten elementos, nos permiten asomarnos a este mundo agitado

y convulso que llamamos turbulencia.

El proceso que parece sufrir la energía que se le comunica a un fluido para

mantenerlo en estado turbulento, el llamado modelo de la cascada de energía.

Imaginemos un tanque con agua, a la que agitamos con una paleta de cierto tamaño

(escala). Al mover la paleta se producen vórtices de la misma escala. Observamos

que estos vórtices migran y se desintegran, generándose en el proceso otros vórtices

de una escala menor. Este mecanismo se continúa de una escala a otra, hasta que

la escala es lo suficientemente pequeña como para que el movimiento de los

vorticillos resultantes sea dominado por los efectos de la fricción interna del fluido, la

viscosidad. Ahí, los pequeños remolinos comienzan una etapa de decaimiento,

disipándose hasta desaparecer; la longitud típica de esta última escala es de

fracciones de milímetro.

De acuerdo con estas ideas, la energía pasa de una escala a otra, como en una

cascada en la que el agua cae de un nivel a otro, perdiendo altura (energía potencial)

pero ganando movimiento (energía cinética). En el fondo de las escalas el

movimiento se convierte en calor, disipándose la energía, y queda el fluido en

reposo. En la medida en que se siga agitando la paleta (inyectando energía al fluido)

se podrán apreciar las estructuras en las distintas escalas, siendo la más pequeña la

más difícil de ver.

Por consiguiente el estudio de la dinámica de vórtices es uno de los más importantes

en los trabajos de turbulencia. El objetivo es entonces entender cómo se generan,



cómo interaccionan entre sí, cómo se rompen y, finalmente, cómo decaen. Algunas

de las teorías más comunes abordan estos problemas desde diversos puntos de

vista, tratando de encontrar cantidades que se conserven en este proceso y

estudiando la forma en que van cambiando otras, al pasar a través de las distintas

escalas.

Uno de los resultados más célebres en la teoría de la turbulencia se debe a Andrei

Nikolayevich Kolmogorov (1903-1987) y A. M. Obukhov22, quienes obtuvieron el

mismo resultado, en forma independiente, en 1941. La importancia de la expresión

se debe a que es uno de los pocos resultados generales y cuantitativos y a que es

válida para todo flujo turbulento isotrópico y homogéneo. Que la turbulencia sea

homogénea significa que se ve igual si nos trasladamos a distintos puntos del fluido;

que sea isotrópica quiere decir que parece igual si vemos en cualquier dirección.

Para que lo anterior sea (aproximadamente) cierto se requiere que la región en

estudio se encuentre lejos de objetos o de las paredes que contienen al fluido; se

dice entonces que la turbulencia es localmente isotrópica. Esta simplificación fue

introducida por Geoffrey Ingram Taylor (1886-1975)23 en 1936. Muchas ideas

fundamentales en la dinámica de fluidos moderna fueron propuestas por Taylor en

los profundos trabajos que hizo a lo largo de su prolífica carrera científica.

Esto explica por qué cada vez que se empieza un flujo dentro de un túnel de viento,

por ejemplo, se observan patrones muy diferentes. Sucede que nunca podemos

repetir un experimento exactamente en la misma forma; siempre partimos de un

estado muy parecido, pero no del mismo. Todo tiene que ver con la forma en que un

movimiento va a evolucionar; la contaminación del aire en el túnel, la deformación

nocturna del dispositivo mecánico y, podría argumentarse, el humor del investigador.

14.3. Difusores de Gran Angulo

Aunque los difusores son utilizados comúnmente, sus características de flujo no son

completamente entendidas. El flujo a través de un difusor depende de su geometría,

22 PhD. students and descendants of A.N. Kolomogorov, Kolmogorov in perspective. London Mathematical Society. 2000. 23 Batchelor, George. The Life and Legacy of G.I. Taylor. (Cambridge, 1996).



63

definida por el área del radio, el ángulo de expansión de la pared, su forma y

contorno en sección transversal. Otros parámetros tales como las condiciones de

entrada y salida, y dispositivos para el control de la capa limite, solo por mencionar

algunos, también afectan su desempeño. Con una combinación arbitraria de estos

parámetros, el flujo a través de un difusor, resulta muy difícil de predecir a detalle.

Este tema es además mas complicado por la ocasional presencia de la separación

de la capa límite causado por los gradientes adversos de presión, necesariamente

presentes en los difusores. Este fue en efecto el hecho que inspiro a Prandtl24, y en

1904 el concepto de capa limite surgió.

Estos rasgos, se unieron con los problemas generales sobre la predicción del

comportamiento de los flujos turbulentos, haciendo a los difusores uno de los

componentes menos entendidos en cuanto a los dispositivos de flujo se refiere. Casi

todo el conocimiento acerca de los difusores es empírico.

La uniformidad del flujo en un túnel de viento puede ser mejorado si la sección de la

contracción ó boquilla de gran radio de área es mejorado inmediatamente arriba de la

dirección del flujo de la cámara de prueba. Si un difusor de gran radio de área es

requerido, así como para proveer un gran radio de contracción, como un largo difusor

convencional, con un ángulo de cono equivalente a 5º, es indeseablemente

económico, (Ver Figura No.35). Por ejemplo, si el radio de contracción de 12 se

requiere, se necesitaría un difusor de 5º con la longitud de 20 veces el diámetro de la

sección de la cámara de prueba. Un difusor de gran ángulo, definido como un

difusor en el cual el área de la sección transversal se incrementa tan rápidamente

que la separación, puede ser evitada solo con el uso de controles de la capa limite.

Un difusor de gran ángulo debe ser considerado como un medio para reducir la

longitud de un difusor de una área de radio dado, en lugar de un dispositivo de

recuperación de presión (la presión dinámica delante de la cámara de recuperación

es tan pequeña comparada con la de la cámara de prueba en la cual las ganancias o

perdidas de presión son casi nulas).

24 Anderson, Jr., John D. A History of Aerodynamics. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1997.



Figura No. 35. Que muestra un ejemplo de difusor de gran ángulo. Este se encuentra en el Centro deInvestigación Ames de la NASA. Fuente: http:www.vonkarman.stanford.edu.

La uniformidad e inestabilidad del flujo en el difusor de salida son de gran

preocupación desde que afecta el desempeño de partes vitales en la parte baja del

túnel. En particular, la separación intermitente en los difusores de gran ángulo

resultaría evidentemente, en un nivel de flujo inaceptable en la cámara de prueba.

El comportamiento de los difusores se ve afectado de gran manera por la

condiciones del flujo en la entrada. Una relativamente delgada capa límite con

condiciones estables de flujo en la entrada, debería, sin duda, retrasar la separación

y mejorar la recuperación de la presión considerablemente. Contrariamente, la falta

de uniformidad o la entrada de flujos inclinados pueden derivar en la separación

temprana de la capa límite. Se ha encontrado que un flujo arremolinado en un

difusor de gran ángulo (tal como el producido en un ventilador de entrada sencilla),

decrece la eficiencia del difusor, pero puede ser una ventaja en la prevención de la

separación de la capa límite. El efecto de las condiciones de entrada en el perfil de

la velocidad de salida es menor en difusores con pantallas, que en otro tipo de

difusores, debido al fuerte efecto que las pantallas de malla ejercen en la totalidad

del flujo.



65

Los cuatro parámetros más importantes en un difusor de gran ángulo son:

1. El radio del área, A.

2. El ángulo del difusor, 2 .

3. El numero de pantallas entre el difusor, n. 4. El coeficiente total de la caída de presión de todas a pantallas, Ksum.

Las reglas para el diseño de Difusores de Gran Angulo con estos 4 parámetros, se

derivan del artículo de Metha y Bradshaw (1979), las observaciones sobre los

difusores de gran ángulo aplican a cualquier tamaño de túnel de viento. Muestra los

límites para el número de pantallas en función del ángulo del difusor y el área del

radio. La presión total del coeficiente de caída de presión requiere del radio de un

área dada por el límite.

La configuración del difusor que satisfaga ambas curvas debe de desempeñarse,

previendo que el cumplimiento de otros factores de diseño se lleve a cabo, como lo

son:

• Condiciones de entrada. El delgado limite de capa y flujo estable en la

entrada, son obviamente beneficiosas.

• La posición de las pantallas. La regla básica es la de posicionar las

pantallas es donde el ángulo de la pared del difusor cambia repentinamente,

debido a que estos son los puntos donde el flujo se separa con mayor

facilidad. En los difusores donde no se indique de manera obvia la posición,

las pantallas deben de localizarse igualmente, recordando que la pantalla en

la entra del difusor (con una alta resistencia relativa), es mas deseable porque

el ángulo cambia ahí de manera repentina.

• La forma de las paredes. El número de pantallas requeridas en un difusor

puede reducirse de buena manera e incrementar la eficiencia, con el empleo

de paredes curvas. Los métodos del flujo potencial son usados algunas veces

para determinar la forma de las paredes a ojo. Los difusores de paredes

rectas (usualmente con pantallas curvas) son, empleados de manera común,

porque son más baratos y de construcción más sencilla.



• La forma de la pantalla. Representa una ventaja para la pantalla intersectar

paredes divergentes y líneas de flujo en ángulos rectos, de manera que la

refracción del flujo debido a las pantallas, no induzca a la separación. Las

pantallas curvas pueden ser montadas en armazones de metal prensados en

arcos circulares e hilados con rayas de lana de manera que la gasa pueda

encajar entre los dos marcos o armazones. Puede ser más difícil de burlar la

pantalla plástica más flexible, la cual también tiende a agitarse. Otra

alternativa es la de usar una pantalla de superficie plana, variable-K, de una

pantalla superpuesta concentricamente una con otra.

• Forma transversal. La mayoría de los difusores de gran ángulo tienen ya sea

una sección rectangular o sección cuadrada debido a la fácil construcción ya

que la recuperación de la presión no es muy importante. Es admisible el

filetear las esquinas en pequeños túneles, cuyos diseños son más bien

aventureros, para reducir las largas regiones de separación del flujo. 14.4. Pantallas Como se describió en los segmentos de la cámara de asentamiento y las

contracciones, una contracción en el área de la trayectoria reduce porcentajes de

variaciones en la velocidad a través de la cámara de prueba, al aumentar la

velocidad sin alterar la presión total. Desde que una pantalla u otra resistencia

hidrodinámica uniforme en un paso de área constante experimentara una fuerza de

arrastre y por lo tanto reducirá la presión total del flujo pasando a través de el sin

alterar la velocidad promedio localmente, se esperan que las variaciones de

velocidad se reduzcan en este caso de igual manera, porque la fuerza de arrastre

será mayor en regiones donde la velocidad es mayor a la promedio, debido a la

tendencia de equilibrar la presión total en la cámara de prueba. El análisis es más

complicado que para una contracción. Una pantalla en principio reduce la velocidad

en una capa límite turbulento, que pasa a través de la misma. La orilla de la capa

limite permanece en la misma trayectoria el perfil se hace mas amplio (parámetro de

menor forma H) y la orilla de la trayectoria es desplazada ligeramente hacia la



67

Figura No. 36. Que muestra un ejemplo de pantalla metálica colocada enel extremo de una Contracción, en un túnel de viento de circuito abiertopor succión. Fuente: http:www.vonkarman.stanford.edu.

superficie. Las pantallas que no son montadas de manera tensa, pueden mostrar una

pequeña “barriga” cerca de las paredes, molestando la capa limite. Para una mayor

discusión sobre los efectos de una pantalla sobre la capa limite deben de revisarse

artículos como el de Metha, (1985)25.

El análisis significado de la

sección “los efectos de una

pantalla sobre la velocidad

media”, muestra que el

radio de la velocidad

excesiva aguas arriba es

(2-K) / (2+K), donde K es

coeficiente de la caída de

presión en la pantalla. Un

análisis más refinado lo

encontramos en G.K.

Batchelor (1953)26, el cual

trata una variación de la velocidad media como un especial caso de flujo turbulento,

con infinidad de remolinos largos, y toma en cuenta las velocidades transversales

producidas por las alteraciones en la presión estática. Se predice que el exceso de

velocidad será eliminado por K aproximadamente en 2.8, en lugar de K=2.

Usualmente las pantallas de los túneles de viento están hechas de alambres de

metal o mallas de lana de forma cuadrada o rectangular, (Ver Figura No.36). Las

pantallas de tejidas de nylon o poliéster también están siendo utilizadas cuando las

cargas del viento se espera que no sean altas (UTS de nylon ~70, metal ~1100,

bronce~700-1100 MNm-2 y E del nylon no mayor a 3, metal~200, bronce~100 GNm-

2).

25 Metha, R.D. A Turbulent Boundary Layer Perturbed by a Screen. AIAAJ. Vol. 23. Pp. 1335. (1985). 26 Batchelor, G.K. Theory of Homogeneous Turbulence. Cambridge Science Classics, (1953: Edición paperback en 1982).



Figura No. 37. Que muestra un ejemplo depantalla del tipo de rejilla de panal ó honeycomb. Fuente: http:www.vonkarman.stanford.edu.

La acción de la gasa esta descrita en términos de dos parámetros: el coeficiente de

la caída de presión, K=ƒ1 (β, Rc, θ) y el coeficiente de la deflexión, ά= ƒ2 (β, K, θ)

donde β es el radio del área abierta y θ es el ángulo de incidencia del flujo, medido a

partir de una pantalla normal.

14.4.1. Efectos principales Las pantallas hacen a los perfiles de las velocidades más uniformes imponiendo una

caída en la presión estática proporcional a la velocidad al cuadrado y de esta manera

reduce el espesor de la capa límite de modo que la capacidad del gradiente de

presión de resistir se incrementa.

Una pantalla con un coeficiente de caída de presión de 2 remueve temprano todas

las variaciones en el sentido longitudinal de la velocidad media. Una pantalla de igual

modo refracta el flujo incidente hacia la normalidad y reduce la intensidad de la

turbulencia en la totalidad del campo de flujo. Para un radio de área abierta dado, es

mejor tener una pequeña malla para la reducción de la turbulencia pre-existente. Las

pantallas plásticas tienden a producir un flujo mas uniforme mas allá de la orilla de la

capa limite, principalmente causado por la deflexión del ángulo de la pantalla, el cual

es el máximo en la pared. En términos de abordar un gradiente de presión dado ó

disminuir la separación, el ir más allá puede ser beneficioso.

Para descripciones mas detalladas ver Metha, 1985.

14.5. Rejilla de Panal Las pantallas, al igual que las contracciones,

reducen los componentes longitudinales de

la turbulencia ó variación de la velocidad

media en mayor medida que los

componentes laterales, por lo que el número

de pantallas a ser utilizado, esta

determinado por la aceptable componente

disturbio lateral en la cámara de prueba. Los

componentes laterales de la velocidad media y remolinos mas grandes, pueden ser



69

reducidos mas efectivamente por la rejilla de panal: el modo de acción de una rejilla

de panal con celdas alongadas en la dirección del flujo es cualitativamente obvia

pero pocas pruebas se han hecho, y lo único que es cierto es que la celda en este

tipo de rejillas debe de ser por lo menos de 6 a 8 veces el diámetro de la celda. El

unir 2 rejillas de panal juntas para proporcionar un área mas larga con respecto al

diámetro, es aceptable siempre y cuando estén bien alineadas y unidas.

Una rejilla de panal produce naturalmente algunas turbulencias por si mismas, con

remolinos del orden en tamaño al diámetro de la celda, los cuales desaparecen más

lentamente que los formados por pantallas. Los primeros túneles de viento que

tuvieron una rejilla de panal, y no tuvieron pantallas (y usualmente contracciones muy

pequeñas en radio también), sufrían de un alto nivel e intensidad de turbulencia en la

cámara de prueba, aunque el flujo medio del aire era muy bueno. La mayoría de los

túneles de viento modernos poseen ambas, rejillas de panal y pantallas.

Las celdas que se encuentran en rejillas de panal de papel kraft, (Ver Figura No.37),

usado en puertas ligeras no son muy uniformes en su estructura, pero las paredes

son usualmente bastante certeras perpendicularmente hablando al plano de la rejilla

de panal y los radios de longitud de los diámetros de 6 ó mas, pueden ser

encontrados. Para grandes túneles de alto desempeño, rejillas de aluminio usadas

en la industria aeronáutica es mejor, pero debe de tenerse cuidado al remover las

rebabas: usualmente fallas por fatiga pueden ser inducidas por someterlas bajo aire

a gran presión.

14.5.1. Reducción de Turbulencia: Rejillas de Panal (Honeycombs) y Pantallas La turbulencia en la sección de pruebas se reduce instalando honeycombs y

pantallas antes de la contracción. Las pantallas hacen que la presión tenga una gran

caída en el sentido del flujo, lo que reduce de una manera drástica las velocidades

altas y de una menos severa las bajas; en ambos casos genera una velocidad axial

uniforme. Los honeycombs hacen que la presión caiga de forma moderada, teniendo

un efecto menor en la homogeneización de las velocidades axiales, pero debido a su



longitud vuelve constantes las velocidades laterales. La longitud mínima de una rejilla

de panal debe ser de seis a ocho veces el tamaño de la celda.

Las pérdidas debidas a los honeycombs son usualmente el 5% del total, no son

fáciles de calcular, por lo que se obviaran en este artículo. Para las pantallas el

coeficiente de pérdidas está dado por:

Donde:

D = diámetro del alambre

M= longitud de la malla

Rd = Reynolds basado en el diámetro del alambre d.

Al sumar todos estos coeficientes de pérdidas, se obtiene la fracción de energía, que

está dada por:

Éste valor es una medida de la eficiencia del túnel de viento; usualmente es mayor

que la unidad, indicando la cantidad de energía almacenada en la corriente de aire

es capaz de realizar trabajo a una alta taza antes de llegar al reposo.

14.6. Cámara de Asentamiento La cámara de asentamiento o sección de calma, posee la sección transversal mas

larga, y contiene una rejilla de panal o una pantalla. Una rejilla de panal con celdas

alineadas en la dirección de flujo reducirá las variaciones transversales de la

velocidad fluctuante y media (dirección del flujo), con muy poco efecto en la

velocidad de trayectoria porque la caída de presión a través de la rejilla de panal es

2

2

1

95.095.01

Re2.55

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −==

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ −=

+=

MD

totalareaabiertaarea

k

dkk

o

o

β

ββ

ot k

ER∑

=1



71

pequeña. Las pantallas de alambre de lana reducen principalmente las fluctuaciones

de velocidad de la trayectoria, con poco efecto en la dirección del flujo porque el

índice de refracción de la pantalla es pequeño. La cámara de asentamiento por si

sola nunca es lo suficientemente larga para que la turbulencia pre-existente decaiga

significativamente, por lo que el nombre es mal entendido.

La rejilla de panal, siempre colocada aguas arriba de las principales pantallas anti-

turbulencia, debe de estar lo suficientemente lejos aguas abajo del inicio del lado

paralelo de la cámara de asentamiento para que el flujo resulte paralelo al eje

principal. Si un difusor de gran ángulo con pantallas es colocado aguas arriba de la

cámara de asentamiento, usualmente llevar una pantalla a la salida donde el ángulo

de las paredes cambia repentinamente, y esta pantalla ayudara a reducir el ángulo

de flujo. También, una pantalla puede ser montada delante de la rejilla de panal en

un túnel de circuito abierto, para reducir largas desviaciones en el ángulo de flujo las

cuales hacen que caiga en pérdida la rejilla de panal.

La distancia entre pantallas no es tan crítica y se define un mínimo necesario para el

montaje de las pantallas de manera firme, en armazones removibles u otros. Las

pantallas pueden ser aseguradas sin pegamento, entre dos marcos de madera. El

pretensazo de las pantallas no es necesario, mientras no existan arrugas, el flujo de

aire jalara la pantalla hasta una forma suave.

La ultima pantalla debe de localizarse lo suficientemente lejos, aguas arriba de la

contracción, para que la velocidad del flujo se mantenga constante a través de la

sección transversal: cerca de la entrada de la contracción, el flujo empieza a

disminuir su velocidad cerca de la paredes y acelera cerca de la línea del centro, par

que la caída de presión a través de la pantalla localizada cerca de la entrada varíe

por encima de la sección transversal, llevándonos a variaciones de velocidad en la

cámara de prueba.



Figura No. 38. Que muestra un ejemplode Cámara de Contracción. Fuente: http:www.vonkarman.stanford.edu.

14.7. Cámaras de Contracción Una contracción bien diseñada debe de poseer las siguientes características: a)

carecer de separación de la capa limite del flujo, b) un flujo paralelo y uniforme hacia

la salida, c) debe de minimizar la inestabilidad y el grado de turbulencia en la cámara

de pruebas Lam y Pomfret, (1984)27; Gibbings, (1993)28; Gordon, (1997)29. Metha

(1978) 30 y Su (1991)31, recomiendan que una sección cuadrada en corte en la

contracción proporciona mejores resultados, sin embargo, parece ser que, mas allá

de esta recomendación, existen pequeñas ventajas de desempeño, entre los

diseños de (Gordon, et. al.). Downie (1984) recomienda una relativamente simple

contracción diseñada con base a la intersección de 2 elipses, las cuales fueron

adoptadas para el perfil de la contracción de este túnel, sin embargo, el método fue

modificado ligeramente.

El radio de contracción de 8 (el área de entrada

dividida entre el área de salida), fue seleccionado,

el cual es el valor medio recomendado por R. D.

Metha y P. Bradshaw (1979).

Como una reducción brusca en el área de la

sección genera desprendimientos y turbulencias,

en la entrada de esta se coloca un cono que

reduce de manera gradual el área, al que se le

llama contracción (Figura No. 38), de igual manera,

al terminar la sección de pruebas hay un tramo

llamado difusor, encargado de aumentar el área y

27 Lam, K., Pomfret, M. J. Design and performance of a low speed wind tunnel. International Journal of Mechanical Engineering Education 13, (3). Pp. 61-172. 1984. 28 Gibbings, J. C. 1993. Incompressible flow in contracting ducts. Aeronautical Journal (August / September):230-246. 29 Gordon, R. Advanced 2-D and 3-D particle velocimetry techniques for quantitative fluid flow visualization in real-time. Doctor of Philosophy Thesis. University of Aberdeen. 1997. 30 Metha, R. D. Aspects of the design and performance of blower tunnel components. Doctor of Philosophy Thesis, Imperial College, University of London. 1978. 31 Su, Y. Flow analysis and design of three-dimensional wind tunnel contractions. AIAA Journal No. 29. November 11, 1991. Pp. 1912-1920.



73

Figura No. 39. Dibujo esquemático de la contracciónmostrando las partes básicas para su análisis. Fuente: http:www.vonkarman.stanford.edu.

disminuir la velocidad del aire. Sin duda el más importante parámetro a considerar en

el diseño de una contracción, por mucho, es el radio del área de contracción (Rc).

Otros 2 parámetros de importancia, son el contorno geométrico de las paredes y la

longitud de la boquilla, el cual controla el perfil de la velocidad de salida y el

comportamiento de los límites de la capa. El radio de contracción (Rc) esta definido

entre el área de la sección de entrada (Ae) por el área de la sección de la salida

(As), ver Figura No. 39. Otro parámetro importante es la longitud del radio (l) y la raíz

cuadrada del área de entrada (Ae).

14.7.1. El diseño de una Cámara de Contracción No existe un método completamente

satisfactorio para el diseño de una

contracción en 3 dimensiones. Lo

más difícil es que cualquier

contracción de dimensiones finitas

tiene regiones de gradientes de

presión adversa cerca del final de

las paredes, debido a la existencia

de variaciones de presiones en las

paredes cerca de donde terminan

las contracciones.

La posibilidad de la separación de la capa limite es de considerable preocupación

porque una separación a gran escala puede producir inestabilidad del flujo y

disturbios en pequeñas separaciones locales, mientras se ensanchan las capas

limites. Obviamente la presión aumenta y los gradientes de presión a lo largo de las

paredes internas pueden ser fácilmente aliviados, incrementando la longitud de la

contracción, pero el espacio disponible para el montaje experimental y el indeseable

crecimiento de la capa límite en excesivamente largas contracciones debe ser

considerado.



Además, las contracciones diseñadas usando secciones en corte de forma poligonal

(cuadrado, rectángulo u octágono), llevan a dificultades debido a la presencia de

esquinas que producen severos flujos secundarios en la capa límite propiciando

separaciones. Para comprometer las dificultades de construcción entre (regular e

irregular) secciones octagonales, y los indeseables efectos en las esquinas, las

contracciones deben de procurar secciones de corte circular.

A pesar de que numerosos autores afirman que no existe la necesidad de poseer un

proyecto de diseño para la contracción y que este, debiera hacerse

experimentalmente (Metha & Bradshaw, 1979), muchos proyectos de diseños de

contracción son accesibles en la literatura técnica actual (Vieira, 1997)32. Muchos de

estos proyectos se aplican generalmente solo para soluciones cartesianas en dos

dimensiones para el fluido ideal, usando un técnicas de odometría plana (Livesey,

1966)33, y otros métodos basados en el campo magnético (Smith y Wang, 1944)34 ó

por analogía del campo eléctrico (Rouse & Hassan, 1949)35. Mas de 15 diferentes

métodos han sido propuestos para obtener la forma de una contracción de eje, y

pocas han sido experimentalmente probadas (Tulapurkara, 1980)36. Pero el método

de diseño por ejes más usado por los diseñadores, esta basado en la solución de

Stokes y Beltrami37 y su ecuación diferencial parcial, valida para el régimen del eje

de flujo constante para un fluido ideal, y en adición, con el flujo sin rotación.

Los dos problemas que debe superar un cono de contracción tienen que ver con su

geometría; primero, se produce un gradiente de velocidad opuesto al deseable en la

entrada y salida de la contracción, lo que puede generar un desprendimiento,

32 Vieira, E.D.R; Dall’Agnol, E; Mansur, S.S; Woiski, E.R; Mazza, R.A; Pinotti, M. y Braile, D.M. Flow Visualization of Heart Valves Prostheses in Steady Flow Model. En XIV Brazilian Congress of Mechanical Engineering – COBEM 97, Bauru, December, 1997. 33 Livesey, J.L. Internal Aerodynamics Problems. Journal of the Royal Aeronautical Society. Vol. 70. Pp. 565-574, 1966. 34 Smith, R.H., Wang, C.T. Contracting Cones Giving Uniform Throat Speeds. Journal Aeronautical Science, vol.11, pp.356-360, 1944. 35 Rouse, H. & Hassan, M.M. Cavitation-Free Inlets and Contractions-Electrical Analogy Facilitates Design Problem. Mechanical Engineering, Vol. 71, No.3. Pp. 213-216. 1949. 36 Tulapurkara, E. G. Studies on Thwaites. Method for Wind Tunnel Contraction. Aeronautical Journal. Pp. 167-169. 1980. 37 Stokes, G. G. On the Theory of Oscillatory Waves. En transcripciones de Cambridge Philosophical Society, Vol. 8, Pp. 441-455, 1847.



75

aumentando la potencia y disminuyendo la calidad de la medición. Además, la

superficie de las líneas de flujo de una contracción rectangular se choca con sus

propias paredes, lo que genera un flujo secundario, responsable del desprendimiento

y la reducción de la velocidad, esto puede solucionarse haciendo un filete en el cono

de contracción. Como no se había desarrollado un cálculo físico que permitiera

diseñar la contracción, se hacía por adaptación de métodos aproximados o "al ojo".

Con el advenimiento de los computadores y de los métodos numéricos se han podido

implementar programas que simulen el papel de las contracciones, evitando hacer

piezas reales inútiles. Muchas veces aunque no se construya el túnel a escala y se

simule, algunas partes se realizan, como la contracción, la sección de pruebas y la

difusión que son críticas en el éxito del túnel, de forma que se pueda medir

previamente su sensibilidad a flujos no uniformes.

14.7.2. ¿Cómo calcular las pérdidas en un túnel de viento? Una vez revisadas las diferentes partes que deben de tenerse en cuenta a la hora de

diseñar un túnel de viento, resulta fácil calcular la potencia necesaria para ponerlo en

marcha; en el caso de un túnel cerrado, las pérdidas de energía por ciclo coinciden

con el trabajo que debe hacer el ventilador para mantener el fluido en marcha.

Antes de seguir, vale la pena aclarar que toda esta teoría para secciones circulares

se puede aplicar a secciones de otras formas gracias al diámetro hidráulico. Si

definimos A como el área perpendicular al flujo y p como el perímetro mojado

(perímetro del área seccional que está sometido a esfuerzos de fricción) definimos el

diámetro hidráulico Dh como:

Que es la mejor manera de aproximar un ducto no circular para aplicarle las

ecuaciones para ductos circulares.

La manera más lógica de aproximarnos al cálculo de las pérdidas en un túnel de

viento, se deriva de seccionarlo en cinco partes correspondientes a las secciones

pADh

4=



cilíndricas, las esquinas, la sección de expansión, la de contracción y los

honeycombs o pantallas, calculando para cada una el coeficiente de pérdida K.

Como la ecuación de Bernoulli enuncia que:

Donde los términos en la entrada del ducto tienen los subíndices "e" y a la salida los

"s". Como la presión de entrada es igual a la de salida (atmosférica) y suponemos

que los puntos de entrada y salida están a igual altura, la ecuación se reduce a:

Además las pérdidas de energía se pueden calcular como:

Donde Ao es el área de la sección de pruebas y ko son los coeficientes de pérdida de

las secciones en que dividimos el túnel anteriormente.

A. Secciones cilíndricas. La caída en un ducto de longitud L es

Donde:

Entonces,

Para tubos lisos y números de Reynolds bajos

∑ ⟩⟨+++=++g

vlkh

glPhV

gP s

sseee 221

21 2

2

∑ ⟩+⟨= 22 1 se vkv

∑ ⟩⟨=Δ2

3oo

ovAkE ρ

2

2v

DLp λρ=

Δ

DL

qpk λ=

Δ=

4⟩⟨=DD

DLk o

o λ

8.0Relog2110 −= λ

λ



77

2

2

2

11

2tan6.0

2tan8

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

+=DD

DD

k e

s

le

αα

λ

∫=ΔLc

f DdLvpp

0

2

2λ

Donde D es el diámetro local (ft), V la velocidad local (ft/s) y Re es el número de

Reynolds, con la viscosidad del aire en las condiciones dadas.

B. Secciones divergentes. Las pérdidas ocurren por fricción contra las paredes y

por expansión, la combinación de las dos, está dada por:

Donde (es la divergencia entre los muros opuestos, D1 es el diámetro pequeño y D2 es el diámetro mayor. Una expansión menor, genera pérdidas pequeñas, lo que se

aprecia diferenciando la ecuación:

La eficiencia máxima se obtiene cuando el ángulo de divergencia es de cinco grados,

pero usualmente los problemas de espacio, hacen que el ángulo que se utilice sea

ligeramente mayor.

C. Las esquinas. Para esquinas, la relación que se utiliza es empírica, basada en

una caída de presión de 0.15 para un Reynolds de 5x10.

D. Cono de contracción. Las pérdidas en la contracción son:

Exclusivamente debidas a la fricción, la caída en la presión esta dada por.

8.42tan λα

=

4

25810 Relog

55.410.0 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⟩⟨+=

DDk o

o

2

2v

Dp

Lp λ=

Δ



Figura No. 40. Donde se muestra el bajo grado deinclinación que se recomienda para los difusores desalida. Fuente: http:www.vonkarman.stanford.edu.

∫ ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=

Lco

DD

DD

DdL

DDkk

0

04

04

0 λ

0

5

0

0

00 32.0

DL

LdL

DD

DLck c

Lc

λλ =⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= ∫

Donde Lc es la longitud del cono de contracción, entonces:

Asumiendo un valor medio para lambda. Como la contracción total es usualmente

menor al 3%, los errores en este cálculo no son muy relevantes.

14.8. Difusores de Salida

Estos se colocan aguas debajo de la

cámara de prueba y tienen una expansión

muy ligera la cual no excede usualmente

los 5º (para mejores estabilidades de flujo,

la mejor recuperación de la presión se

lleva a cabo con 10º) y un radio de área

que no excede los 2.5. Ver Figura No.40.

Es importante tener un ángulo razonable

para la estabilidad del flujo en el difusor de

salida, ya que de otro modo la

recuperación de la presión tiende a fluctuar

con el tiempo, y por lo tanto, fluctúa la velocidad en el túnel de viento si el poder de

entrada es casi constante. El diseño de estos difusores es atendido por diversos

métodos, ver Cockrell y Markland, 197438

38 Cockrell, D.J., Markland, E. Diffuser behaviour. A review of past experimental work-relevant today. Aircraft Engng. Vol. 46. Pp. 16 (Reprint of Vol. 35, pp.86), 1974.



79

Fotografía No.41. Que muestra el túnel de vientobidimensional diseñado por el Dr. Armando AlcántaraLomelí. Fuente: Propia.

15. Experimentaciones Previas

Con la finalidad de adentrarnos en los principios y características en el

funcionamiento de los Túneles de Viento de circuito abierto, durante el mes de

Octubre del 2004, se realizaron diversas pruebas con modelos a escala 1:50 de las 4

tipologías de Vivienda Tradicional de la Llanura Costera del Estado de Colima,

identificadas por los Doctores A. Alcántara

Lomelí39 y A. Gómez Amador40, en un tipo

de túnel de viento bidimensional por

inyección de circuito abierto (Ver fotografía

No. 37), disponible en la Facultad de

Arquitectura y Diseño de la Universidad de

Colima, el cual fue diseñado por el Dr.

Armando Alcántara Lomelí en el año de

1996, como instrumento auxiliar para

caracterizar, mediante un flujo laminar de

humo, el comportamiento de los flujos de viento que afectan el interior de una

edificación dada. De estas pruebas de funcionamiento se observaron diversos

problemas, que a nuestra consideración, contamos como valiosas experiencias para

el futuro diseño del Túnel de Viento que nos ocupa. Sin embargo, es preciso definir

las características generales de dichas pruebas, y las cualidades de dicho túnel, con

el fin de establecer las limitantes la problemática general en que se observaron.

15.1. Características y funcionamiento El aparato en cuestión es un cajón de madera el cual dividiremos para fines

explicativos en 3 partes; Cámara de Prueba y Cámara de Inyección y Difusión de

Humo. La primera con unas dimensiones de 30 x 38 cms con un alto de 4 cms; y la

39 Alcántara Lomelí, Armando. Adecuación al medio ambiente de la arquitectura del Siglo XVIII en la Antigua Provincia de Colima. Tesis para obtener el grado de Doctor en Arquitectura. Programa de Maestría y Doctorado en Arquitectura. Facultad de Arquitectura. Universidad Nacional Autónoma de México. 2003. 40 Gómez Amador, Adolfo. La Palma de cocos en la arquitectura de la Mar del Sur. Tesis para obtener el grado de Doctor en Arquitectura. División de estudios de Postgrado. Facultad de Arquitectura. Universidad Nacional Autónoma de México. 2000.



Figura No. 42. Que muestra otra vista del Túnel de Viento diseñado por el Dr. Alcántara. Fuente: Propia

otra de 30 x 9 cms con un alto de 9 cms. La cámara de prueba posee una

profundidad de 1.20 cms, y esta formada por una caja que tiene como base una

lamina de aglomerado de madera la cual esta delimitada en sentido longitudinal por 2

fajillas de madera de pino, los restantes 2 costados transversales poseen una hilera

sencilla de popotes de plástico acostados de 3 cms de largo delimitados en la parte

superior por una fajilla de madera, (Ver Figuras No. 41 y 42), los cuales hacen la

función de cámara de contracción y rejillas de panal para el aire que se proviene de

la cámara de inyección.

Por ultimo esta cámara de prueba esta delimitada en su parte superior por una

cubierta de cristal transparente de 6 mm con el fin se servir como rejilla de

observación de las pruebas. En el fondo de dicha cámara de prueba se coloca un

pliego de papel negro que permita, servir como contraste para identificar con mayor

claridad el comportamiento direccional del flujo, una vez insertado el modelo a

escala, en su ubicación con respecto a la dirección de los vientos dominantes. La

cámara de inyección del aparato la forma una cajón de madera de 9 x 30 x 9 cms,

colocado en el sentido transversal interconectado hacia cámara de prueba por la

hilera de popotes, en el cual se encuentra insertada una manguera con una boquilla



81

Figura No. 43. La cual muestra el funcionamiento básico del túnel de viento diseñado por el Dr. ArmandoAlcántara Lomelí, si como la disposición de los aparatos para la realización de las pruebas. Fuente: Propia.

que permite insertar un flujo de una mezcla de aire con humo de cigarro a la cámara

de distribución. Esta boquilla esta conectada a un tubo de PVC de 1 pulgada el cual

contiene pequeñas perforaciones las cuales permiten la salida del humo a una

cámara de distribución, antes de la salida hacia la cama de popotes, la cual filtra el

humo del cigarro (método de contrastación), hacia la cámara de prueba. (Ver Figura

No. 43).

La experimentación en cuestión se realizo, mediante la colocación de una maquina

generadora de humo blanco, 60 cms por arriba del nivel de la boquilla, conectada por

medio de una manguera de ½ pulgada, directamente a la boquilla de ingreso a la

cámara de inyección de este aparato, esta maquina cumple dos funciones al mismo

tiempo; la de generar el elemento de contraste para la caracterización del flujo de

aire (humo blanco), a través de la cámara de prueba, y la de generar la fuerza e



Figuras No.44 a-d. Que muestra la secuencia fotográfica en la que fluye el aire contrastado conhumo a través de la Cámara de Prueba. Se observa el desprendimiento de la capa límite del fluido, hasta convertirse en una masa semi-uniforme en los puntos en los que no existe contacto con el modelo, así como la generación de turbulencias, probablemente debidas a una existentevariación de temperaturas del fluido dentro de la Cámara de Prueba. Fuente: Propia.

A B

C D

intensidad del flujo. La regulación de la fuerza e intensidad del humo depende

directamente de la maquina, previa colocación de las maquetas según su orientación

con respecto a los vientos dominantes reales y sellado de la cámara de prueba.

15.1.1. Conclusiones de las experimentaciones realizadas Sin la finalidad de hacer una critica sobre el diseño de este ingenioso aparato,

conviene citar lo que a mi parecer, fue la principal limitante que, para con la

experimentación descrita, tuvieron los parámetros de diseño del mismo, desde la

óptica de una experimentación seriada y de distintas variables.

Ésta limitante podría ser, sin un afán de hacer falsas aseveraciones, la causante de

muchos de los problemas observados y tiene que ver con que el sistema de

inyección y el sistema propulsor del túnel, son el mismo, ó mas bien se “generan”

mediante el mismo dispositivo; lo que lejos de ser un generador potencial de infartos



83

al miocardio y una mas marcada dependencia al tabaco, dificulta, de manera notable,

el poseer un sistema de inyección confiable, pero principalmente, la deficiencia en

una uniformidad y velocidad del flujo.

En la Figura No. 44 de a-d, se muestra parte del estudio fotográfico secuencial

resultado de dicha experimentación, para la planta arquitectónica de un modelo de

vivienda que muestra dos ventanas de igual tamaño alineadas en forma de

ventilación cruzada y la puerta de ingreso a la misma.

Durante el análisis de la experimentación en cuestión se observaron diversos

factores claves que deben de ser revisados minuciosamente. Los factores más

importantes tienen que ver con:

1. Las variaciones del flujo en tiempo y espacio a través de la cámara de prueba.

2. La fluctuación en la intensidad de la turbulencia al inicio de la cámara de

prueba ambos en el flujo medio y lateral.

3. La variación de las temperaturas en tiempo y a través de la cámara de prueba.

4. La variación del flujo medio indicada por problemas en el sistema de inyección,

ó cambios de presión estática.

5. El desprendimiento de la capa limite del flujo, debido quizás por la combinación

que en este caso existe, entre el gradiente de temperatura producto de la

combustión del aceite de la maquina de humo y concentración de presiones en

la cámara de difusión del túnel.

6. Por otro lado, debido a que la ventana de la Cámara de Prueba de este túnel

obliga a que la observación del fenómeno sea en planta, se presentan muchos

problemas para la obtención de un archivo fotográfico claro del mismo, por

causa de los reflejos que al interior y al exterior de un recinto, causan la

iluminación directa o indirecta, y los reflejos del medio ambiente

respectivamente. Problema que no se pudo resolver ni con la colocación de un

cristal anti-reflejante como cubierta.



16. Diseño del Experimento Dentro de este apartado, se describen los pasos que se siguieron durante el proceso

de diseño del prototipo de Túnel de Viento. Este proceso presenta 3 etapas básicas,

las cuales son:

1. Establecer los parámetros generales de diseño.

2. El proceso de diseño.

3. Caracterización y diseño de las 5 partes básicas (Ventilador, Difusor de Gran

Angulo, Cámara de Contracción, Cámara de Pruebas y Difusor de Salida), en

las que se dividió este túnel de viento.

16.1. Parámetros de Diseño Conforme se desarrollaba este trabajo de tesis se estableció como otro de los

objetivos finales el de proveer a la Facultad de Arquitectura y Diseño de la

Universidad de Colima, de un Túnel de Viento con fines didácticos. A su vez se

definió que este aparato se instalara en el Laboratorio de Iluminación, ubicado en

este mismo campus, como espacio temporal para el mismo.

Una vez analizado el espacio disponible, se fijaron los siguientes parámetros de

diseño:

1. El laboratorio donde se colocara este aparato tiene un ancho libre de muros

delimitantes de 6.00 mts., por lo que el túnel de viento no deberá tener una longitud

mayor a los 3.50 mts., previendo que quede un espacio suficiente para que no se

obstruya la salida del aire por el Difusor de Salida ni el Área de la Succión del

Ventilador, y provoque un incremento no deseado en las presiones internas del

mismo.

2. El material que se escoja para la construcción del mismo deberá tener las

siguientes cualidades físicas:

a) Transparencia: para facilitar la observación del flujo interno del aire y del

humo en toda su longitud, tanto en la etapa necesaria para la calibración,

como para las etapas sucesivas de experimentación.



85

b) Resistencia: para soportar los diferenciales de presiones internas, propias

de estos aparatos, golpes accidentales, dentro de ciertos límites, y el

continuo manejo de sus partes móviles.

c) Superficie lisa: por lo menos en uno de sus costados, de consistencia

cerrada y libre de imperfecciones, de manera que éstas no sean un factor

que pueda afectar la dirección y velocidad el flujo de aire en el interior del

aparato.

d) Maleabilidad y facilidad de corte: necesaria para acoplarse a las

distintas geometrías propuestas en el diseño, principalmente para el

Difusor de Contracción y que a su vez permita cortes y perforaciones con

cierto grado de perfección milimétrica.

e) Disponibilidad local y precio. Bajo estos criterios, se tomo la decisión de que el material propuesto para la

construcción de este túnel seria el acrílico transparente, el cual cumple de manera

satisfactoria con todos los puntos antes mencionados. A su vez se estableció que las

piezas de unión se realizarían en acrílico de ½” de espesor, y acrílico de ¼” de

espesor, para el resto de las piezas en general.

4. Recordando la finalidad didáctica de este aparato, y a que debe de estar presente

en el diseño de este túnel la posibilidad de poder obtener un archivo fotográfico ó de

filmación del fenómeno, para posteriores análisis. Y con base a las experiencias

obtenidas a lo largo de las pruebas hechas al túnel de viento del Dr. Armando

Alcántara; se optó por que el ángulo para fotografiar ó filmar el fenómeno fuera de

manera perpendicular a la dirección del flujo, pero de un modo horizontal. Es decir,

que este plano de filmación fuera paralelo al plano del piso, para evitar, dentro de un

laboratorio cerrado e iluminado artificialmente, el reflejo directo de fuentes de

iluminación provenientes del techo, así como el reflejo de los tripies fotográficos,

necesarios para la fijación de las cámaras, sobre la cubierta de observación. Ver

figura No. 45.



Figura No.45. Donde se indica el plano de visualización yfotografía planteado en el diseño de la Cámara de Pruebas, paraevitar los reflejos de la iluminación cenital del laboratorio. Fuente: Propia.

Así mismo, la transparencia del material escogido nos permite iluminar, de manera

indirecta, de ser necesario, a los costados de la Cámara de Prueba de modo que se

pueda eliminar la utilización de lámparas directas en el caso de filmación, y de flash e

el caso de cámaras fotográficas.

5. Por cuestiones logísticas, la fabricación del túnel no fue realizada en el lugar

donde se alojará, por lo que se planteó desde la etapa del prediseño que éste fuera

concebido en secciones desmontables. Con base a la bibliografia consultada se

definieron 5 partes básicas (Ver Figura No. 46), comunes en la gran mayoría de los

túneles de viento de este tipo,

estas partes son las siguientes:

el Sistema de Propulsión de Aire

(ventilador), el Difusor de Gran

Angulo, el Difusor de

Contracción, la Cámara de

Pruebas y el Difusor de Salida, y

se establece que estos se

armaran por medio de bridas,

que se atornillaran entre si y se

sellaran por medio de empaques

de hule ó plástico.

16.2. El Proceso de Diseño Esta etapa encuentra sus bases generales en los criterios definidos por R. D. Metha

y P. Bradshaw, para la construcción y diseño de túneles de viento, en su articulo

denominado “Design rules for low speed wind tunnels”, en el Aeronautical Journal of

the Royal Aeronautical Society, de Noviembre de 1979. Sin embargo, como se

menciono anteriormente, nuestra finalidad es la demostrar la factibilidad de lograr el

diseño de un túnel de viento bidimensional mediante un método experimental, ó

“diseño a ojo”, como lo denominan estos autores en cuestión.



87

Eje Acentro de ensamblaje

se calcula para este ejemploun espesor de 1 cm del acrilico.




Vista Lateral del Tunel de Viento.

VentiladorDifusor de Gran Angulo

ContraccionCamara de Prueba

Difusor de Salida

0.40 0.81 0.81 0.67 0.81

3.50

Con base a esto, se plantea un proceso de diseño que parte, de la definición

experimental de 2 de las 5 partes básicas identificadas; el Sistema de Propulsión del

Aire (ventilador) y la Cámara de Prueba.

Obedeciendo a los criterios de diseño antes mencionados, en cuanto al sistema de

propulsión se refiere, se estableció la utilización de un ventilador centrífugo que

generara un flujo con velocidad estable a través de la Cámara de Prueba.

Una vez contactados con algunos de los distribuidores de este tipo de ventiladores,

se observó que la mayoría de este tipo de aparatos no son fabricados en el país, por

lo que, debido al tiempo de distribución y la premura, se elaboró un prediseño de la

geometría del túnel en general (Ver Figura No.48), que nos permitiera definir la

capacidad y modelo del ventilador a solicitar, con base a una velocidad esperada de

10 m/seg. a través de la Cámara de Prueba, lo que determino así, las características

físicas de la brida de salida del mismo.

Posteriormente se definieron las características de bidimensionalidad y las

dimensiones propuestas para la Cámara de Prueba, obteniéndose así, la medida del

área de entrada (brida de la Cámara de Prueba). Ver Figura No.47.

Una vez establecidas las áreas de 12.90 x 13.40 cms para la brida de salida del

ventilador y de 5.00 x 40.00 cms para la brida de entrada de la Cámara de Prueba,

así como las longitudes de 40 cms y 67 cms, respectivamente, y tomando en cuenta

que la longitud máxima del túnel de viento en conjunto no puede ser mayor a 3.50 ml,

Figura No.46. Que muestra las 5 partes básicas de diseño en las que se concentrara el presente estudio. Fuente: Propia.



Eje A

Ubicacion Bridas de Salida y Entrada de Aire.

Ventilador

Difusor de Gran Angulo Contraccion

Camara de Prueba

Brida de Salida (Ventilador).Brida de Entrada (Camara de Prueba).

se decidió dividir la longitud máxima restante entre las 3 secciones faltantes, lo que

resulta en una medida máxima de 81 cms de largo para el Difusor de Gran Angulo,

Difusor de Contracción y el Difusor de Salida.

A continuación se procedió a caracterizar el Difusor de Contracción, para el cual

estaban ya definidas, su longitud máxima, así como el área de salida. De este modo

se decidió tomar un valor medio (ocho), del denominado Radio de Contracción, para

el cual resulto una área de paso en la entrada de 0.16 m2, determinándose así, una

área de entrada de esta sección de 40 x 40 cms.

Una vez definidas las áreas de salida del ventilador y de entrada del Difusor de

Contracción, la geometría interior del Difusor de Gran Angulo, resulta en una

pirámide de base cuadrada (40 x 40 cms) y una base rectangular de 12.90 x 13.40

cms.

Para el Difusor de Salida se partió de la geometría del Área de Salida de la Cámara

de Prueba (5 x 40 cms), y se aplico otro de los criterios indicados por R. D. Metha y

P. Bradshaw41 , el cual sugiere una inclinación mínima del 5% en ambos costados, lo

que resulto en una área de paso final de sección rectangular de 12.50 x 47.50 cms.

Mediante este proceso quedo definido de manera general, la geometría interior de

todas las secciones que incluyen nuestro diseño. A continuación se describirán de 41 Op. Cit.,1979.

Figura No.47. Donde se muestra la ubicación de las bridas denominadas de Salida y de Entrada quedeterminaron las dimensiones iniciales de diseño para la Cámara de Contracción y después, el del Difusor deGran Angulo. Fuente: Propia.



89

Figura No.48. Que muestra las dimensiones base del prediseño del túnel de viento, en las que se basaron loscálculos de espacio disponible en el taller, así como los que tienen que ver con la cuantificación dedesplazamientos de aire y por ende la potencia necesaria para el ventilador centrifugo en cuestión. Fuente: Propia.

manera detallada, sección por sección, las características totales y otros de los

criterios tomados en cuenta para el diseño del prototipo del Túnel de Viento que se

propone. Para observar mayores detalles sobre las características físicas del diseño

final del Túnel de Viento en cuestión, se sugiere ver los anexos del No.33 al 42.

16.3. Caracterización del Ventilador Con base al prediseño anteriormente mencionado (Figura No.48), a su dimensión y

volumen de aire por desplazar, se procedió a definir las características físicas

(potencia), de un ventilador comercial de tipo centrifugo que fuera capaz de cumplir

de manera sobrada con estas funciones. Por lo que se solicito la ayuda para

realización de los cálculos pertinentes al Ing. Ladislao Ortega Cuevas, ingeniero en

fluidos, de ABA Confort, S.A. de CV., en la ciudad de Guadalajara, Jalisco.

Desde la perspectiva del cálculo de un flujo de aire a través de un ducto de

geometría variable y fijando el margen de los 10 mts/seg., como límite superior

máximo de velocidad a través de la Cámara de Prueba, se determino que este

ventilador debería desplazar 737 m3 /hr, lo que resultó en el modelo de ventilador



Figura No.49. Que muestra las características físicas generales y dimensiones de la boca de salida delventilador centrifugo escogido. Fuente: http://www.Soler&Palau.com

centrifugo Marca Soler & Palau, Modelo BS-1000, de alabes curvos adelantados y

simple oído de aspiración (Figura No. 49). Se planteo como base para el diseño esta

velocidad a través de la Cámara de Prueba tan alta con el fin de tener un amplio

espectro de velocidades (bajas y altas), reguladas por medio de pantallas, para las

distintas pruebas que en éste túnel se pudieran realizar.

Así mismo podemos observar en la Figura No.49 las dimensiones en la brida de

salida de aire de este ventilador son de 12.90 x 13.40 cms, medidas que

condicionaron la proporcionalidad de las cámaras contenidas entre éste y la Cámara

de Pruebas.

16.4. Caracterización de la Cámara de Prueba

Como se mencionó en el Inciso No. 14, no existen reglas fijas para determinar las

dimensiones y geometría optimas para una Cámara de Pruebas. Estas dimensiones

estarán siempre, en función del uso y medidas de los modelos a escala que en ella

se probaran. Aunque las características y escala de los modelos de experimentación

en un túnel de viento es muy variada, complicando así la definición de una área ideal

para la misma; se procuro que dentro de ciertos limites, el espacio libre para la

experimentación para esta sección, fuera lo mas grande posible.

No olvidando que desde un principio, se ha planteado que el tipo de análisis que se

llevaría a cabo en este túnel seria de tipo cualitativo y bidimensionalidad, se



91

Corte Transversal A-A´.

0.05 0.19

0.54

0.40

se dibuja para este ejemplo con un espesor de 1 cm del acrilico.(acrilico para bridas de

12" y para todo lo demas de

14")

se dibuja para este ejemplo con un espesor de 1 cm del acrilico.(acrilico para bridas de

12" y para todo lo demas de

14")

Eje A0.40

0.67

0.65

Camara de Pruebas.

Corte Lateral.

Figura No.50. Que muestra las características físicas generales y dimensiones de la Cámara de Pruebapropuesta. Fuente: Propia.

determinó, que una profundidad base apropiada para la Cámara de Experimentación

fuera de 5 cms, lo que permite reproducir de una manera mas fácil y práctica detalles

característicos en el diseño de vanos en las maquetas, ya sea en vistas en planta ó

en corte. Cabe mencionar que éste fue uno de los problemas encontrados de manera

mas frecuente durante la utilización del túnel de viento diseñado por el Dr. Alcántara,

debido a la dimensión tan reducida de los modelos.

Por otra parte, se optó, por que la geometría de esta Cámara, fuera de tipo

rectangular, criterio que según R. D. Metha y P. Bradshaw (1979), esta permitido con

el uso de un ventilador centrifugo y que a su vez nos permita guardar, hasta cierto

grado, las condiciones de bidimensionalidad en las que se basará nuestro análisis.

Las medidas generales exteriores de esta sección son de 54 cms. de ancho, 67 cms.

de largo y 9 cms. de profundidad exterior, como se muestra en la Figura No.50. Con

lo que las medidas interiores para ésta Cámara de Prueba quedan definidas por un

espacio libre de 5 cms de profundidad, con medidas de 67 cms de largo y 40 cms de

ancho.



Figura No. 51. Que muestra el diseño final de laCámara de Prueba. Se puede observar como latapa superior esta dividida en dos: una destinadapara el Área de Inyección del humo y la otradefine el Área de Prueba de modelos a escala. Fuente: Propia.

De acuerdo con el corte transversal A-A´, (Figura No. 50), la base inferior esta

formada por de la sección en forma de “U” con bridas laterales perforadas con 7

hoyos de 3/16” a cada 29 cms donde descansa y se fijan una tapa superior. Al fondo

de esta base se le colocara delgada película plástica adherible de color negro, con la

finalidad de lograr, una vez iniciados los experimentos, una mejor contrastación del

flujo. Ver Figura No. 51.

La tapa superior, que sella la Cámara de

Prueba, esta dividida en dos secciones que

definen exteriormente los limites del Área de

Inyección y el Área de Prueba de modelos, ver

Figuras No. 50 y 52. Para revisar mayores

detalles del diseño, consultar Anexos No. 37 y

38.

Así mismo, obedeciendo a otro de los criterios

dictados por los autores antes citados42, el

cual indica que la longitud usual de una

sección de pruebas varía entre 1 y 2 veces la

dimensión mayor de la sección, se observa

que la longitud de diseño de la Cámara de

Prueba que se proyecta, cumple con esta

norma.

16.4.1. Área de Inyección de Humo y Visualización del Flujo La tapadera proyectada como el área para la inyección de humo, incluida en el área

de esta Cámara de Pruebas, posee medidas de 21 de ancho por 54 cms. de largo.

Dentro de ésta, como parte de las últimas etapas de experimentación, se trazarán 3

ejes en el sentido transversal con una separación de 5.25 cms, determinado así, 3

longitudes distintas de prueba en el sentido longitudinal, las cuales permitirán, por

42 Metha, R. D., Bradshaw, P. 1979.



93

Figura No. 52. Donde se observan las divisiones propuestas para la tapa superior de la Cámara de Prueba.Cabe hacer la aclaración de que la división esta realizada solamente en la tapa. Fuente: Propia.

0.648

0.216

0.40

0.67

0.65

Vista Lateral terminada.Camara de Pruebas.

se dibuja para este ejemplo conun espesor de 1 cm del acrilico.(acrilico para bridas de

12" y para

todo lo demas de 14")

Eje A

Area de Inyección. Area de Prueba.

A

A´Tapa Area de Inyección.

0.054 0.054 0.054 0.054

una parte tener la holgura de acercar o alejar a distancias predeterminadas las líneas

de flujo de humo para con los modelos. Ver Figura No.52.

Por otra parte, la separación de 5.25 cms que conserva el primero de estos ejes con

respecto al borde izquierdo de la Cámara de Prueba (unión con el Difusor de

Contracción), garantiza cumplir de manera sobrada con otra de las recomendaciones

hechas por estos autores, la cual afirma: (…) el flujo que sale de una contracción a

menudo requiere de una distancia en el sentido del flujo, equivalente a 0.5 veces el

diámetro del eje contraído, antes de que las perturbaciones se reduzcan por debajo

de un nivel aceptable (…)43

Se planteo desde un inicio que la inyección de humo para la contrastación del flujo

fuera, como se ha observado en la mayoría de los túneles de viento existentes, al

43 Metha, R. D., Bradshaw, P. 1979.



interior de la Cámara de Prueba. Esta contrastación presenta 2 problemas

importantes a resolver.

El primero tiene que ver con el tipo de humo a utilizar, y el segundo con la forma en

la que éste se concentrará y derivará e introducirse a la Cámara de Prueba.

Con respecto al primer problema se propone la utilización de 3 fuentes generadoras

de humo blanco, humo que debe de tener como características generales, la

disponibilidad local, una temperatura baja que garantice no dañar las cualidades

físicas del acrílico del túnel, una alta contrastación (color) y alta densidad

(viscosidad). Teniendo en mente estas limitantes para la utilización de un proceso

químico, práctico y repetible, se pensó en la utilización de:

1. La quema de Copal.

2. El humo que desprende el CO2 ó “hielo seco”.

3. Una maquina generadora de humo de combustión de aceite, como las

utilizadas en las discotecas.

Con base a estas 3 fuentes de generadoras de humo, para el problema de la

concentración y derivación del humo, se sugieren dos distintos tipos de opciones.

La primera plantea la utilización de un tanque de almacenamiento metálico existente

en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Colima (Ver Figura No. 53 y 54), el

cual permite, para los 2 primeros materiales:

a) Realizar el proceso químico controlado al interior del mismo mediante la inyección

de oxigeno, agua o calor.

b) Concentrar el humo resultante del proceso de estos materiales y derivarlo por

medio de mangueras hacia los puntos de inyección en la Cámara de Prueba,

mediante la aplicación de presión.

c) Regular la velocidad de la inyección por medio de la aplicación de presión al

interior del tanque de almacenamiento.



95

La segunda opción tiene que ver con la utilización de una maquina generadora de

humo, con la que se plantea concentrar y derivar el humo por medio del tanque de

almacenamiento antes mencionado, o bien mediante la inyección directa por medio

de mangueras.

En ambas soluciones, la inyección se realizará por medio de catéteres del No. 14,

doblados en un ángulo de 90º en dirección al flujo de aire en el interior de la Cámara

Figura No.53. Que muestra un croquis de la forma en la que se plantea solucionar la inyección de humo alinterior de la Cámara de Prueba, mediante la utilización de las 2 primeras fuentes generadoras de humo; laquema de Copal, o bien, la utilización de CO2, ó Hielo Seco. Fuente: Propia.

Figura No.54. Que muestra un croquis de la forma en la que se plantea solucionar la inyección de humo alinterior de la Cámara de Prueba, mediante la utilización de las 2 primeras fuentes generadoras de humo; laquema de Copal, o bien, la utilización de CO2, ó Hielo Seco. Fuente: Propia.



Contracción.

Detalle de Unión Corte Vista Planta.

0.05

Brida de Union con Camara de Prueba.

3 cms de ancho

Pieza de Union para disminuir angulo de llegada.

Figura No.56. Donde se observa la franja de 3 cms de ancho sobre el perímetro de las bridas de unión, que se incluye con el fin de mejorar la operación de armado y sellado del túnel de viento. Fuente: Propia.

de Prueba. Ver figura No. 55. Esta solución permitirá introducir el humo al interior del

túnel de 2 maneras controladas y repetibles: la primera, por medio de la aplicación de

una presión a través de el tanque de almacenamiento, y la segunda por medio de la

succión que produce el diferencial de presiones en la punta de los catéteres, al igual

que se observaría en la punta de un tubo Pitot.

16.5. Caracterización del Difusor de Contracción Una vez definidas las dimensiones de

diseño de la Cámara de pruebas y el

Ventilador, se procedió a determinar las

longitudes de diseño de las restantes 3

secciones (Difusor de Contracción,

Difusor de Gran Angulo y el Difusor de

Salida). Para este fin se resto a la

longitud total de diseño del túnel (3.50

ml), las longitudes de la Cámara de

Prueba y el ventilador, y se dividió esta

nueva medida en partes iguales. Con el

fin de disminuir el ángulo de unión interior, que las paredes de los Difusores

(Contracción, Gran Angulo y Difusor de Salida), tienen para con las bridas que los

Figura No. 55. Croquis de la propuesta de inyección por medio de los catéteres al interior de la Cámara de Prueba. Fuente: Propia.



97

unen. Se plantea agregar una sección recta de 3 cms de ancho (Ver Figura No.56),

anterior a su unión a la brida, que permita, en el caso de la unión del Difusor de

Contracción y Difusor de Gran Angulo, destinar un espacio para la colocación de las

Pantallas y Rejilla de Panal, de ser necesarias. Así como procurar de manera más

exacta la continuación de la geometría interna del ducto.

Definida el Área de Salida (0.02 m2, brida de la Cámara de Prueba) y la longitud de

diseño real de la Cámara de Contracción (75 cms), como paso siguiente, se procedió

a determinar el Radio de Contracción para esta sección. Recordando la ecuación del

Radio de Contracción AsAeRc = donde; Rc es el Radio de Contracción, Ae es el

Área de Entrada y As el Área de Salida, y considerando los valores que para el

Radio de Contracción, sugieren R. D. Metha y P.

Bradshaw44, (valor entre 6 y 10), se opto por tomar

en cuenta un valor medio de 8, de manera que

despejando la formula, nos resulta una Área de

Entrada (Ae) igual a 0.16 m2, si recordamos que la

longitud mayor de la Cámara de Prueba es de 40

cms en su parte interior, y procurando tener la

menor cantidad de desviaciones en el flujo de aire

antes de dicha Cámara, se plantea que el Área de

Entrada para dicha Cámara de Contracción sea de

0.40 x 0.40 m, es decir de sección cuadrada, lo

que nos deja solo por diseñar unos de los costados

de esta sección.

Bajo estos cálculos la Cámara de Contracción

queda definida por una Área de Entrada de 0.16 m2 (40 x 40 cms), una Área de

Salida de 0.02 m2 (5 x40 cms) y una longitud total de 81 cms y una longitud real de

diseño de 75 cms. Ver Figura No.57 y Anexos No.35 y 36.

44 Op. Cit. 1979

Figura No. 57. Que muestra la geometríafinal de la Cámara de Contraccióndiseñada. Fuente: Propia.



Figura No.58. Que muestra el diagrama esquemático base donde se intersectan las 2 elipses que formaran lamitad del perfil de diseño de la Cámara de Contracción. Fuente: Temis Ghilarducci, Sebastián N. Franchini y Alejandro Vázquez. Diseño y optimización de la Contracción de un Túnel de Viento de baja Velocidad.Laboratorio de Mecánica de los Fluidos – Facultad Regional Haedo Universidad Tecnológica Nacional. París532, (1706) Haedo, Pontificia de Buenos Aires, Argentina

Inspirado en varios estudios sistemáticos y comparativos entre contracciones,

realizados anteriormente, como lo es una variante del método de Morel45 usado por

Downie46, el cual consiste en generar la forma de la contracción mediante dos

elipses tangentes. Se determino un método grafico experimental mediante el cual es

posible obtener, diferentes parámetros; como el punto de tangencia, la pendiente

máxima, la longitud o la relación de contracción.

Con el fin de explicar de manera mas acertada en la Figura No. 58, se menciona la

nomenclatura usada por Downie (1984). Los dos arcos quedan definidos por el largo

(L), las coordenadas (P, H) del punto de máxima pendiente, el valor de la tangente

en el punto de tangencia (T) y la relación de contracción bidimensional (r). A la

entrada la altura de la contracción es siempre igual a uno.

Obedeciendo a las dimensiones generales establecidas para esta Cámara de

Contracción, se procedió a definir un método grafico por medio del cual podríamos

lograr un perfil óptimo. El método que se siguió, esta definido, como ya se menciono

por medio de la intersección de 2 elipses. 45 Op. Cit.1975. 46 Op. Cit.1984.



99

Con este fin se trazo un eje en ordenadas con una longitud correspondiente a 75 cms

(longitud real de diseño), este eje estará graduado a cada 5 centímetros, a la orilla

derecha de este eje se trazara un eje de abscisas con una graduación a cada 2.5

cms, con un limite superior de +20 cms, que corresponde a la mitad del diámetro del

Área de Entrada de la Cámara de Contracción, y en su limite inferior hasta los -27.50

cms.

Se trazara otro eje de abscisas del lado izquierdo del eje horizontal con una

graduación a cada 5 cms, solo con un limite superior hasta los +25 cms.

Nombraremos de ahora en adelante a la Elipse No.1, aquella cuyo centro se siempre

se desfase sobre el eje de abscisas de la izquierda y la Elipse No.2, aquella que cuyo

centro se desfase siempre sobre el eje de abscisas colocado a la derecha.

Las limitantes lógicas para la longitud del eje menor de ambas elipses, con un eje

que se desfase de acuerdo a las distintas graduaciones que fijamos en los ejes de

abscisas, siempre debe de pasar en el caso de la Elipse No.1 por la graduación de

+2.5 cms, que corresponde a la mitad de la altura de la Cámara de Prueba (Área de

Salida), y en el caso contrario, al valor +20 que equivale a la mitad de la longitud del

diámetro del Área de Entrada del flujo.

Posteriormente, fijando la longitud del diámetro mayor de la Elipse No.1 de acuerdo a

las escalas marcadas en el eje de ordenadas. Se trazara la Elipse No.2 y se largara

el diámetro mayor de la misma hasta intersectarse con la Elipse No.1. Ver los

Anexos No. 1 al 32.

Una vez alargados los ejes mayores de ambas elipses, se procura de una manera

grafica su intersección hasta donde la vista lo permita, donde seguramente se

producirá una doble intersección en ambas elipses. Hecho esto, se traza una línea

que una a ambos puntos de intersección, y posteriormente se traza una línea

perpendicular desde el punto medio de esta línea hasta su intersección con la Elipse

No.1. El punto de intersección que se produce, es el gráficamente, el punto de

intersección real de ambas. Ver Figura No.59.



2.5

5 10 15 20

7.5

5

75

20

17.5

15

12.5

10

25

2.5

7.5

5

20

17.5

15

12.5

10

25

Coordenada del Punto Intersección en "y".

Coordenada del Punto Intersección en "x".

0

-2.5

-5

-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

25 30 35 37.5

Angulo Tangencial de la Intersección.

Punto de Intersección P (x,y).

Elpse No.2

Diametro Mayor de la Elipse No.1.

Diametro Menor de la Elipse No.1.

Diametro Mayor de la Elipse No.2.

Diametro Menor de la Elipse No.2.

0

Figura No.59. Que muestra esquemáticamente el método grafico que se siguió para la determinación del perfil óptimo de la Cámara de Contracción. Fuente: Propia.

Si sacamos el ángulo que resulta entre la línea que une ambos puntos de

intersección de las elipses y el eje de ordenadas, se obtiene el Angulo de la

Tangente en el punto de intersección real, antes definido.

Si se recortan dichas elipses y sus extremos de hacen coincidir con el punto de

intersección real, se produce mitad del perfil de la Cámara de Contracción.

Espejeando esta silueta, teniendo como base el eje de ordenadas, se obtiene el perfil

total de diseño de la Cámara de Contracción.

Definido así, el método a seguir, se experimento con 311 geometrías distintas, con

limites de desfase del centro de la Elipse No. 1 que van de 5 a los 20 cms, y en el

caso de la Elipse No.2, con limites de desfase del centro, que van desde los +17.50

hasta los -27.50 cms.

A continuación se describen los pasos y criterios establecidos que se siguieron para

la definición del perfil que se utilizo para la construcción de la Cámara de

Contracción.



101

1. De la graficación de los distintos perfiles, que se incluyeron dentro de los

límites de desfase del centro de las Elipses (Elipse No.1 y 2), establecidos

anteriormente, se obtuvieron 311 geometrías diferentes.

Establecido como primer criterio de diseño para esta Cámara de Contracción,

la selección de los perfiles cuyo ángulo de tangencia sea el menor, se

clasificaron estas geometrías en orden descendente de acuerdo a éste valor

Establecido este orden, se opto por determinar de manera estadística, una

muestra representativa del 25% del total de la muestra, lo que nos dio como

resultado una tabla que contiene 76 geometrías distintas con Ángulos

Tangenciales que van de los 24.3071º hasta los 32.3096º. Ver Tabla No.1 y 2.

2. Paso siguiente, de estas 76 geometrías (muestra representativa), se obtuvo el

promedio general de los Ángulos de Tangencia, así como su desviación

estándar. A este promedio se le sumó y se le restó la desviación estándar, lo

que determino una denominada Zona de Diseño Experimental, la cual

consta de 51 geometrías diferentes, con valores que fluctúan entre los

28.4197º y los 31.5593º. Ver Tabla No.2 y 3.

3. En la inteligencia de que mientras menor sea el ángulo de intersección entre

las 2 elipses, y mientras mas alto se encuentre el centro de trazo de la Elipse

No.1, con respecto al eje de abscisas, el perfil resultante procurará un

curvatura mas suave justo antes de la entrada del flujo a la Cámara de

Prueba; se define, otro criterio de diseño experimental que nos permite reducir

el universo de geometrías de estudio incluidos en la Zona de Diseño

Experimental. Ver Tabla No. 4.



Angulo de x y x y x y Tangencia

0.00 5.00 2.50 20.00 75.00 -25.00 45.00 82.0844 19.2149 4.3064 24.30710.00 20.00 17.50 30.00 75.00 -25.00 45.00 81.3767 19.6532 6.7781 27.67440.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -25.00 45.00 73.8792 27.4159 8.0601 27.75630.00 20.00 17.50 30.00 75.00 -20.00 40.00 78.1842 19.6593 6.7812 27.85840.00 20.00 17.50 25.00 75.00 -25.00 45.00 84.9475 15.0230 6.0121 28.20740.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -25.00 45.00 75.1877 25.2533 7.8831 28.23030.00 15.00 25.00 20.00 75.00 -25.00 45.00 86.0925 12.9866 5.4937 28.79700.00 15.00 25.00 30.00 75.00 -25.00 45.00 76.4537 23.3123 7.1324 28.81990.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -20.00 40.00 68.7208 28.2409 8.4865 28.83310.00 20.00 17.50 25.00 75.00 -20.00 40.00 80.8842 15.2883 6.1537 28.84570.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -20.00 40.00 71.0364 25.6645 8.1011 28.88990.00 20.00 17.50 20.00 75.00 -25.00 45.00 88.0692 10.6358 5.1797 28.91470.00 15.00 25.00 25.00 75.00 -25.00 45.00 80.8764 18.2760 6.4700 28.96620.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -15.00 35.00 65.5843 28.2852 8.5102 29.10340.00 20.00 17.50 30.00 75.00 -15.00 35.00 72.8877 20.4100 7.1742 29.12480.00 20.00 17.50 15.00 75.00 -25.00 45.00 91.6854 6.5247 4.2423 29.14800.00 15.00 25.00 15.00 75.00 -25.00 45.00 90.0421 8.2709 4.5719 29.14970.00 15.00 25.00 30.00 75.00 -20.00 40.00 72.8647 23.4783 7.2186 29.30380.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -15.00 35.00 67.4253 25.8806 8.2187 29.38550.00 15.00 25.00 25.00 75.00 -20.00 40.00 77.0513 18.4887 6.5862 29.56660.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -10.00 30.00 61.9801 28.5279 8.6416 29.69120.00 20.00 17.50 15.00 75.00 -20.00 40.00 88.0007 6.6588 4.3188 29.69650.00 20.00 17.50 30.00 75.00 -10.00 30.00 69.3426 20.6028 7.2795 29.73520.00 20.00 17.50 20.00 75.00 -20.00 40.00 83.8243 10.9053 5.3304 29.75200.00 15.00 25.00 20.00 75.00 -20.00 40.00 81.5520 13.3587 5.6972 29.77170.00 15.00 12.50 35.00 75.00 -25.00 45.00 69.7209 29.1546 8.0839 29.78120.00 10.00 7.50 10.00 75.00 -25.00 45.00 91.3277 5.9782 3.9878 29.82180.00 20.00 17.50 10.00 75.00 -25.00 45.00 93.8726 3.2585 3.4551 29.83350.00 15.00 25.00 10.00 75.00 -25.00 45.00 92.8964 4.2317 3.6744 29.86580.00 10.00 7.50 15.00 75.00 -25.00 45.00 86.2089 11.2102 5.0167 29.97330.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -10.00 30.00 63.8504 26.1051 8.3432 29.98880.00 20.00 17.50 25.00 75.00 -15.00 35.00 76.1271 15.7966 6.4361 29.99880.00 20.00 17.50 20.00 75.00 -15.00 35.00 80.7502 10.9582 5.3606 30.04090.00 5.00 2.50 20.00 75.00 22.50 42.50 75.3807 19.3980 4.3913 30.14660.00 15.00 12.50 35.00 75.00 -20.00 40.00 66.3431 29.3159 8.1714 30.24510.00 10.00 7.50 20.00 75.00 -25.00 45.00 80.8729 16.6136 5.8244 30.27570.00 20.00 17.50 5.00 75.00 -20.00 40.00 92.3535 1.3732 3.1730 30.36020.00 15.00 25.00 15.00 75.00 -20.00 40.00 85.2028 8.6094 4.7639 30.43050.00 15.00 25.00 25.00 75.00 -15.00 35.00 72.9697 18.8032 6.7623 30.43590.00 15.00 25.00 5.00 75.00 -25.00 45.00 94.8443 1.2966 2.9276 30.53270.00 5.00 2.50 5.00 75.00 -27.50 47.50 93.8688 3.7731 3.3596 30.54970.00 15.00 25.00 30.00 75.00 -15.00 35.00 67.9279 24.1823 7.6024 30.55120.00 15.00 25.00 20.00 75.00 -15.00 35.00 77.6244 13.5902 5.8292 30.62330.00 10.00 7.50 15.00 75.00 -20.00 40.00 82.5144 11.2978 5.0664 30.67120.00 5.00 2.50 5.00 75.00 -25.00 45.00 92.4463 3.6413 3.2867 30.70570.00 20.00 17.50 5.00 75.00 -25.00 45.00 94.8443 0.9663 2.8299 30.77820.00 10.00 7.50 10.00 75.00 -20.00 40.00 87.2108 6.1315 4.0753 30.78750.00 10.00 7.50 5.00 75.00 -25.00 45.00 93.9316 1.88690 3.05460 30.79090.00 20.00 17.50 10.00 75.00 -20.00 40.00 89.7739 3.3761 3.5275 30.82150.00 15.00 25.00 10.00 75.00 -20.00 40.00 88.6075 4.3772 3.7611 30.98760.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -5.00 25.00 57.4475 29.2282 9.0362 31.00720.00 10.00 7.50 20.00 75.00 -20.00 40.00 77.129 16.7611 5.9081 31.01360.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -5.00 25.00 59.7886 26.6058 8.6298 31.11900.00 10.00 7.50 25.00 75.00 -25.00 45.00 74.7705 22.1515 6.5232 31.16410.00 15.00 25.00 15.00 75.00 -15.00 35.00 81.6088 8.7530 4.8489 31.18480.00 5.00 2.50 10.00 75.00 27.50 47.50 88.1920 9.1403 3.9862 31.20400.00 5.00 2.50 5.00 75.00 -22.50 42.50 90.3296 3.7083 3.3231 31.27800.00 20.00 17.50 25.00 75.00 -10.00 30.00 71.5908 16.3255 6.7465 31.32960.00 20.00 17.50 5.00 75.00 -15.00 35.00 88.5433 1.5663 3.3770 31.33320.00 15.00 25.00 5.00 75.00 -20.00 40.00 91.0044 1.3937 2.9954 31.43450.00 15.00 12.50 35.00 75.00 -15.00 35.00 61.6249 30.0258 8.5769 31.46530.00 5.00 2.50 10.00 75.00 25.00 45.00 86.4877 9.0843 3.9549 31.55930.00 15.00 25.00 25.00 75.00 -10.00 30.00 68.6984 19.2320 7.0136 31.68880.00 20.00 17.50 30.00 75.00 -5.00 25.00 64.0210 21.5724 7.8388 31.70080.00 15.00 25.00 30.00 75.00 -10.00 30.00 63.7099 24.6313 7.8642 31.71970.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -2.50 22.50 55.2425 29.6106 9.2620 31.82540.00 20.00 17.50 15.00 75.00 -15.00 35.00 82.4748 7.0695 4.5655 31.84150.00 20.00 17.50 20.00 75.00 -10.00 30.00 75.7593 11.5410 5.7076 31.87580.00 10.00 7.50 5.00 75.00 -20.00 40.00 89.9227 1.96400 3.10280 31.88980.00 5.00 2.50 20.00 75.00 -15.00 35.00 69.4960 19.4742 4.4305 31.91590.00 10.00 7.50 25.00 75.00 -20.00 40.00 71.0622 22.3609 6.6460 31.95000.00 10.00 7.50 15.00 75.00 -15.00 35.00 78.1844 11.6010 5.2456 31.96590.00 5.00 2.50 5.00 75.00 -20.00 40.00 88.1649 3.7882 3.3683 31.96650.00 20.00 17.50 10.00 75.00 -15.00 35.00 85.7410 3.5497 3.6396 32.06950.00 5.00 2.50 10.00 75.00 22.50 42.50 84.3026 9.2481 4.0489 32.16320.00 10.00 7.50 20.00 75.00 -15.00 35.00 73.0008 17.0533 6.0816 32.16990.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -2.50 22.50 57.2091 27.1425 8.9514 32.19670.00 15.00 25.00 10.00 75.00 -15.00 35.00 84.4964 4.5667 3.8796 32.3095

Prom. Gral. 30.3188Desv. Est. 1.380262417Zona de 28.9386 Diseño 31.6991

CentroDiam. Menor

Tabla No. 1. Intersecciones Elipses (Difusor de Contracción). Muestra de los 76 perfiles mas bajos.

51 Muestras que representan el 62.96% de la Poblacion.

Elipse No.2 (Y2) Centro

Diam. Menor Diam. Mayor Diam. Mayor

Elipse No.1 (Y1)

51 M

uest

ras.

Zon

a de

Dis

eño

Expe

rimen

tal.

Punto de Interseccion

Tabla No.1. Donde se ven los datos generales de los 76 perfiles correspondientes al 25% de la muestra representativa de las 311 geometrías realizadas. Fuente: Propia.



103


0.00 20.00 17.50 20.00 75.00 -25.00 45.00 88.0692 10.6358 5.1797 28.91470.00 15.00 25.00 25.00 75.00 -25.00 45.00 80.8764 18.2760 6.4700 28.96620.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -15.00 35.00 65.5843 28.2852 8.5102 29.10340.00 20.00 17.50 30.00 75.00 -15.00 35.00 72.8877 20.4100 7.1742 29.12480.00 20.00 17.50 15.00 75.00 -25.00 45.00 91.6854 6.5247 4.2423 29.14800.00 15.00 25.00 15.00 75.00 -25.00 45.00 90.0421 8.2709 4.5719 29.14970.00 15.00 25.00 30.00 75.00 -20.00 40.00 72.8647 23.4783 7.2186 29.30380.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -15.00 35.00 67.4253 25.8806 8.2187 29.38550.00 15.00 25.00 25.00 75.00 -20.00 40.00 77.0513 18.4887 6.5862 29.56660.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -10.00 30.00 61.9801 28.5279 8.6416 29.69120.00 20.00 17.50 15.00 75.00 -20.00 40.00 88.0007 6.6588 4.3188 29.69650.00 20.00 17.50 30.00 75.00 -10.00 30.00 69.3426 20.6028 7.2795 29.73520.00 20.00 17.50 20.00 75.00 -20.00 40.00 83.8243 10.9053 5.3304 29.75200.00 15.00 25.00 20.00 75.00 -20.00 40.00 81.5520 13.3587 5.6972 29.77170.00 15.00 12.50 35.00 75.00 -25.00 45.00 69.7209 29.1546 8.0839 29.78120.00 10.00 7.50 10.00 75.00 -25.00 45.00 91.3277 5.9782 3.9878 29.82180.00 20.00 17.50 10.00 75.00 -25.00 45.00 93.8726 3.2585 3.4551 29.83350.00 15.00 25.00 10.00 75.00 -25.00 45.00 92.8964 4.2317 3.6744 29.86580.00 10.00 7.50 15.00 75.00 -25.00 45.00 86.2089 11.2102 5.0167 29.97330.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -10.00 30.00 63.8504 26.1051 8.3432 29.98880.00 20.00 17.50 25.00 75.00 -15.00 35.00 76.1271 15.7966 6.4361 29.99880.00 20.00 17.50 20.00 75.00 -15.00 35.00 80.7502 10.9582 5.3606 30.04090.00 5.00 2.50 20.00 75.00 22.50 42.50 75.3807 19.3980 4.3913 30.14660.00 15.00 12.50 35.00 75.00 -20.00 40.00 66.3431 29.3159 8.1714 30.24510.00 10.00 7.50 20.00 75.00 -25.00 45.00 80.8729 16.6136 5.8244 30.27570.00 20.00 17.50 5.00 75.00 -20.00 40.00 92.3535 1.3732 3.1730 30.36020.00 15.00 25.00 15.00 75.00 -20.00 40.00 85.2028 8.6094 4.7639 30.43050.00 15.00 25.00 25.00 75.00 -15.00 35.00 72.9697 18.8032 6.7623 30.43590.00 15.00 25.00 5.00 75.00 -25.00 45.00 94.8443 1.2966 2.9276 30.53270.00 5.00 2.50 5.00 75.00 -27.50 47.50 93.8688 3.7731 3.3596 30.54970.00 15.00 25.00 30.00 75.00 -15.00 35.00 67.9279 24.1823 7.6024 30.55120.00 15.00 25.00 20.00 75.00 -15.00 35.00 77.6244 13.5902 5.8292 30.62330.00 10.00 7.50 15.00 75.00 -20.00 40.00 82.5144 11.2978 5.0664 30.67120.00 5.00 2.50 5.00 75.00 -25.00 45.00 92.4463 3.6413 3.2867 30.70570.00 20.00 17.50 5.00 75.00 -25.00 45.00 94.8443 0.9663 2.8299 30.77820.00 10.00 7.50 10.00 75.00 -20.00 40.00 87.2108 6.1315 4.0753 30.78750.00 10.00 7.50 5.00 75.00 -25.00 45.00 93.9316 1.88690 3.05460 30.79090.00 20.00 17.50 10.00 75.00 -20.00 40.00 89.7739 3.3761 3.5275 30.82150.00 15.00 25.00 10.00 75.00 -20.00 40.00 88.6075 4.3772 3.7611 30.98760.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -5.00 25.00 57.4475 29.2282 9.0362 31.00720.00 10.00 7.50 20.00 75.00 -20.00 40.00 77.129 16.7611 5.9081 31.01360.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -5.00 25.00 59.7886 26.6058 8.6298 31.11900.00 10.00 7.50 25.00 75.00 -25.00 45.00 74.7705 22.1515 6.5232 31.16410.00 15.00 25.00 15.00 75.00 -15.00 35.00 81.6088 8.7530 4.8489 31.18480.00 5.00 2.50 10.00 75.00 27.50 47.50 88.1920 9.1403 3.9862 31.20400.00 5.00 2.50 5.00 75.00 -22.50 42.50 90.3296 3.7083 3.3231 31.27800.00 20.00 17.50 25.00 75.00 -10.00 30.00 71.5908 16.3255 6.7465 31.32960.00 20.00 17.50 5.00 75.00 -15.00 35.00 88.5433 1.5663 3.3770 31.33320.00 15.00 25.00 5.00 75.00 -20.00 40.00 91.0044 1.3937 2.9954 31.43450.00 15.00 12.50 35.00 75.00 -15.00 35.00 61.6249 30.0258 8.5769 31.46530.00 5.00 2.50 10.00 75.00 25.00 45.00 86.4877 9.0843 3.9549 31.5593



51 M

uest

ras.

Zon

a de

Dis

eño

Expe

rimen

tal.

Tabla No. 2. Intersecciones Elipses (Cámara de Contracción). Zona de Diseño. Elipse No.1 (Y1) Elipse No.2 (Y2)

Centro Diam. Menor Diam. Mayor Centro Diam. Menor Diam. Mayor Punto de Interseccion

Tabla No. 2. Que muestra los datos de los perfiles incluidos en la Zona Experimental de Diseño, la cual incluyelas geometrías cuyos Ángulos de Tangencia fluctúan entre los 28.9147º y los 31.5593º. Fuente Propia.



4. De esta forma el nuevo universo de estudio queda definido por 20 geometrías

distintas, equivalentes a un 24.69% del total de ejemplos de la Zona de Diseño

Experimental, las cuales tienen el centro de trazo de la Elipse No.1 situado en

el punto +20, valores del ángulo de tangencia en la intersección que fluctúan

entre los 28.4197º y los 31.3332º, así como una variedad de localizaciones del

centro de trazo de la Elipse No.2, con puntos en -5.00, -10.00, -15.00, -20.00 y

-25.00. Ver Tabla No.2 y 4.

Elipse No.1 Elipse No.2 Angulo Numero de Porcentaje Numero Centro Centro Tangencial Perfiles de la

Y Y Muestra1 5.00 -22.50 30.14662 5.00 -27.50 30.54973 5.00 -25.00 30.70574 5.00 27.50 31.20405 5.00 -22.50 31.27806 5.00 25.00 31.5593 6.00 7.41%7 10.00 -25.00 29.82188 10.00 -25.00 29.97339 10.00 -25.00 30.2757

10 10.00 -20.00 30.671211 10.00 -20.00 30.787512 10.00 -25.00 30.790913 10.00 -20.00 31.013614 10.00 -25.00 31.1641 8.00 9.88%15 15.00 -25.00 28.966216 15.00 -25.00 29.149717 15.00 -20.00 29.303818 15.00 -20.00 29.566619 15.00 -20.00 29.771720 15.00 -25.00 29.781221 15.00 -25.00 29.865822 15.00 -20.00 30.245123 15.00 -20.00 30.430524 15.00 -15.00 30.435925 15.00 -25.00 30.532726 15.00 -15.00 30.551227 15.00 -15.00 30.623328 15.00 -20.00 30.987629 15.00 -15.00 31.184830 15.00 -20.00 31.434531 15.00 -15.00 31.4653 17.00 20.99%32 20.00 -25.00 28.914733 20.00 -15.00 29.103434 20.00 -15.00 29.124835 20.00 -25.00 29.148036 20.00 -15.00 29.385537 20.00 -10.00 29.691238 20.00 -20.00 29.696539 20.00 -10.00 29.735240 20.00 -20.00 29.752041 20.00 -25.00 29.833542 20.00 -10.00 29.988843 20.00 -15.00 29.998844 20.00 -15.00 30.040945 20.00 -20.00 30.360246 20.00 -25.00 30.778247 20.00 -20.00 30.821548 20.00 -5.00 31.007249 20.00 -5.00 31.119050 20.00 -10.00 31.329651 20.00 -15.00 31.3332 20.00 24.69%

Zona de Diseño Experimental.

Tabla No.3. Clasificacion de Perfiles de la

Figura No.61. Tabla que muestra la clasificación de los perfiles incluidos en la Zona Experimental de Diseño, así como los porcentajes de la muestra de acuerdo a la posición mas lejana del puntode trazo de la Elipse No.1, con respecto al eje de abscisas. En color naranja se señalan los 20perfiles escogidos. Fuente: Propia.



105


Y Y Muestra32 20.00 -5.00 31.007233 20.00 -5.00 31.1190 2.00 10.00%34 20.00 -10.00 29.691235 20.00 -10.00 29.735236 20.00 -10.00 29.988837 20.00 -10.00 31.3296 4.00 20.00%38 20.00 -15.00 29.103439 20.00 -15.00 29.124840 20.00 -15.00 29.385541 20.00 -15.00 29.998842 20.00 -15.00 30.040943 20.00 -15.00 31.3332 6.00 30.00%44 20.00 -20.00 29.696545 20.00 -20.00 29.752046 20.00 -20.00 30.360247 20.00 -20.00 30.8215 4.00 20.00%48 20.00 -25.00 28.914749 20.00 -25.00 29.148050 20.00 -25.00 29.833551 20.00 -25.00 30.7782 4.00 20.00%

Pefil de diseño para el Túnel de Viento.

Tabla No.4. Clasificacion de los 20 Perfiles de

acuerdo a la Localizacion del Centro de Elipses.

Tabla No. 4. Tabla donde se observa la clasificación de los 20 perfiles restantes, así como la definicióndel Perfil para la construcción de la Cámara de Contracción del Túnel de Viento. Fuente: Propia.

5. Como parte final se clasificaron estos 20 perfiles con el fin de agruparlos de

acuerdo a características comunes como: localización del centro de trazo de la

Elipse no.1 y Elipse No.2, y se pudo observar que en un grupo de estos (6

geometrías), que representan el 30%, con valores del centro de la Elipse No.1

en +20.00 y el centro de la Elipse No.2 en -15.00, son el grupo mas

significativo. Ver Tabla No.4.



x y x y x y0.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -15.00 35.00 67.4253 25.8806 8.2187 29.3855

Elipse No.1 (Y1) Elipse No.2 (Y2) Centro Diam. Menor Diam. Mayor Centro Diam. Menor Diam. Mayor Punto de Interseccion Ang. Tangen.

2.5

5 10 15 20

7.5

5

75

20

17.5

15

12.5

10

7.5747 67.4253

35

25

2.5

7.5

5

20

17.5

15

12.5

10

25

8.2187

25.8806

0

-2.5

-5

-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

25 30

29.3856°

Presdiseño No. 36. Elipse (Y1) con centro en (0.00,20.00). Diametro Mayor 35.00, Diametro Menor 17.50.

Elipse (Y1) con centro en (0.00,20.00). Diametro Mayor 35.00, Diametro Menor 17.50.Elipse (Y2) con centro en (75.00,-15.00).

Mitad del perfil de la Contraccion resultante.

Por ultimo, se escogió 1 perfil que tuviera el valor medio con relación al Angulo de

Tangencia, definiéndose así, el perfil de proyecto para la construcción de la Cámara

de Contracción del Túnel de Viento. El perfil final de proyecto queda definido por las

características que se muestran en las Figuras No.60 y 61, así como Anexos No. 36,

y 55.

Figura No. 60. Donde se observa la disposición grafica de las Elipses No.1 y 2 sobre los ejes de abscisas yordenadas, así como la tabla de datos resultante de esta geometría de proyecto final. Fuente: Propia.



107

Diseño Final de la Camara de Contracción.

Corte Vista Planta.

Eje B

0.030.750.03

0.81

0.05 0.40

0.06

0.06

se dibuja para este ejemplo conun espesor de 1 cm del acrilico.

(acrilico para bridas de 12" y para


se dibuja para este ejemplo conun espesor de 1 cm del acrilico.(acrilico para bridas de

12" y para


Perfil de Diseño.

2.5

5 10 15 20

7.5

5

75

20

17.5

15

12.5

10

35

25

2.5

7.5

5

20

17.5

15

12.5

10

25

0

-2.5

-5

-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

25 30

29.3856°

Figura No. 61. Que muestra la forma en la que, por medio de este método grafico en Autocad, sedefine los perfiles laterales de la Cámara de Contracción. Fuente: Propia.



Figura No.62. Que muestra el diseñoterminado del Difusor de Gran Angulo.Fuente: Propia.

16.6. Caracterización del Difusor de Gran Ángulo

Una vez determinadas las dimensiones del Área de

Entrada de la Cámara de Contracción, y la del Área

de Inyección en la Brida de Salida del Ventilador, así

como la longitud máxima del Difusor en cuestión; la

geometría de esta sección queda definida por una

pirámide de con una de sus bases de forma

cuadrada (40 x 40 cms) y una terminación en forma

rectangular, casi cuadrada (12.9 x 13.4 cms). Ver

Figura No.62. Para mayor detalle en el diseño de las

piezas, ver Anexos No.52 y 53.

16.7. Caracterización del Difusor de Salida

Para la definición de la geometría final del Difusor de

Salida se tomo en cuenta uno de los criterios de

diseño dados por R. D. Metha y P. Bradshaw47, el

cual afirma que el ángulo de pendiente mínimo para

este tipo de piezas sea de un 5% en ambos ejes.

Dadas las dimensiones de 5 x 40 cms existentes en

el otro extremo de la Cámara de Prueba, la

geometría final del Difusor de Salida queda definida

como una pirámide con ambas bases de forma

rectangular, una de 5 x 40 cms, y otra de 12.50 x

47.50 cms, y una longitud de 81 cms en total. Ver

Figura No.63. Para mayor detalle en el diseño de las

piezas, ver Anexos No.58 y 59.

47 Op. Cit., 1979.

Figura No.63. Que muestra el diseñoterminado del Difusor de Salida.Fuente: Propia.



109

Figura No.64. Que muestra la colocación yalineación del Difusor de Salida sobre las mesade trabajo. Fuente: Propia.

17. Proceso de Armado del Túnel de Viento Para la colocación y montaje del túnel de viento se fabricaron 2 mesas de trabajo

unidas entre si en sentido longitudinal, con medidas generales de 0.61 mts. de ancho

x 2.44 mts. de largo x 0.80 mts. de altura, cada una, realizadas con ángulos

metálicos perforados de 1” x 1”, reforzadas con contraventeos diagonales de solera

metálica de 1”, y con una cubierta de triplay de madera de pino de 16 mm., acabado

color negro.

Una vez colocadas en su sitio y unidas y niveladas las mesas, el proceso de armado

del túnel de viento inicia con el trazo de un eje central en el sentido longitudinal de

las mesas, que servirá como guía para el ensamblado general del aparato.

Antes de iniciar con el ensamblaje del túnel de viento se requiere de la fabricación de

los empaques de sellado entre las bridas, observando que los cortes necesarios,

sobre todo los colindantes con las áreas interiores del paso de aire queden

perfectamente recortados, estos empaques se realizaron con plástico transparente

del No.12, los cuales se lijaron por ambos costados con la finalidad de reducir lo liso

de su superficie y procurar, en su unión con el acrílico de las bridas, una mejor

adhesión por medio de la película de aire que se forma entre estas superficies.

El armado del túnel de viento inicia con la

colocación del Difusor de Salida (Ver Figura

No. 64), sobre las mesas de trabajo, previa

colocación del empaque de plástico sobre

alguna de las bridas, se procede con el

armado de ésta, con la Cámara de Prueba.

Todas las bridas, como ya se mencionó, se

unen por medio de tornillos, tuercas y

rondanas de 3/16”.

Durante el proceso de armado es muy

importante recordar que el pegamento con el que se armaron todas las piezas del

túnel, es del tipo epóxico, por lo que es más probable que el material (acrílico), se



Figura No.65. Donde se observa la forma en la quese unen la Cámara de prueba y el Difusor de Salida.A través del ducto interior de la Cámara es por dondese pueden realizar los recortes del empaque de sernecesario. Fuente: Propia.

Figura No.66. Donde se aprecia a detalle el número de tornillos que lleva cada brida de unión entre las secciones, en este caso la Cámara de contracción, a la izquierda, y la Cámara de Prueba a la derecha. Fuente: Propia.

rompa a que se despegue, en caso de un exceso de fuerza durante el traslado y

armado. Así mismo, se debe de tener presente que el ajuste de los tornillos de las

bridas nunca debe de hacerse con mucha

fuerza. Se sugiere el sellado exterior de las

bridas, de ser necesario, antes de tratar de

forzar los tornillos, y/o las uniones.

De igual manera se sugiere que el orden

en la colocación de los tornillos de las

bridas se realice, primero, presentando los

que se ubican en las 4 esquinas, y

después los restantes para evitar, si las

mesas no se encuentran perfectamente

niveladas, esfuerzos de volteo que

pudieran dañara alguna de las piezas.

Antes de colocar la Cámara de Prueba, se recomienda

retirar las tapas superiores pertenecientes al Área de

Inyección y Área de Experimentación, con el fin de

poder realizar ajustes, de ser necesario, en los

empaques de plástico, al interior del ducto general, a los

costados de la misma. Ver Figura No.65 y 66. Las tapas

correspondientes a la Cámara de Prueba podrán ser

colocadas al final del ensamblaje.

Unidas estas dos secciones de procede a colocación de

la Cámara de Contracción, la cual se une mediante el

mismo sistema antes descrito. Cabe hacer mención, que

en el manejo necesario para el montaje y desarmado del

túnel, es con esta sección con la que más cuidado se

debe guardar, ya que debido por cuestiones de manejo



111

Figura No.67. En esta foto podemos como se realizala unión entre el Difusor de Gran Angulo y la Cámarade Contracción. Fuente: Propia.

Figura No.68. Solo en el caso de la brida de unión entre el Ventilador yel Difusor de Gran Angulo se utilizaron tornillos y tuercas de 1/8”.Fuente: Propia.

en el material (acrílico), se opto por que esta se realizara en un espesor menor

debido al perfil de las curvaturas.

Para la colocación del Difusor de Gran

Angulo se sugiere que, una vez acostado

se calce en su extremo mas chico, para

evitar esfuerzos de volteo en las bridas al

momento de su unión. Ver Figura No. 67.

La instalación del motor, al igual que en las

demás piezas se realiza por medio de la

unión de sus bridas, en este caso, en lugar

de colocar un empaque de plástico se

colocó uno de cartón, que hace la función

de amortiguamiento de la vibración del ventilador para con el cuerpo general del

túnel, evitando así alguna ruptura del acrílico durante su operación. De manera

provisional a lo largo de la experimentación con este túnel, se colocó una mesa para

ayudar al soporte del peso del ventilador. Ver Figura No.68.

Para observar más fotos sobre el prototipo del Túnel de Viento refiérase a los Anexos

No. 63 y 64.



Figura No.70. Croquis que indica lospuntos de medición (sobre los ejeshorizontal y vertical), en la salida del laCámara de Prueba. Fuente: Propia.

18. Proceso de Calibración y Prueba del Túnel de Viento 18.1. Experimento No.1

El objetivo principal de este experimento es el

de realizar una medición de las velocidades del

flujo de aire, a través del Túnel de Viento, con el

fin de determinar el comportamiento general del

mismo, en el extremo de 2 de las secciones

(Difusor de Salida y Cámara de Pruebas).

Mediante estas mediciones se podrán definir de

manera general dos aspectos importantes: el

primero corresponde a la confirmación de los

rangos de velocidad con los que trabajaremos, y por consecuencia la determinación

de las escalas de modelos con los que se podrá experimentar. Y por otra parte, la de

comprobar de manera preliminar el comportamiento

general de la geometría resultante del Túnel de Viento.

Antes de iniciar el presente experimento se comprobó

que el túnel de viento no sufriera de fugas a través de

sus bridas y en especial sobre las tapas de la Cámara

de Pruebas. Esta prueba preliminar, realizada con

anterioridad al inicio de todos los experimentos que se

presentarán, se realizo mediante la inyección directa

de humo a través de la boca de respiración ó succión

del ventilador centrifugo durante 5 minutos continuos,

hasta lograr su saturación, y se inició el

funcionamiento del ventilador.

Esta inyección se realizo a través de un tubo de PVC

de 2” directamente del la boquilla de una maquina de

humo Marca HP Line, modelo HP-3. Ver Figura No.69.

Figura No.69. En la que se muestra el tipo demaquina generadora de humo utilizada a largo de las distintas experimentaciones. Fuente: Propia.

Brida de unión con Cámara de Pruebas.Puntos de Medición.

0

1/8

1/4

1/2

3/4

7/8

1/1

0

1/8

1/4

1/2

3/4

7/8

1/1

Izqu

ierd

o

Der

echo

Cen

tro

Area de Diseño



113

Puntos de Medición.

0 0

1/6

2/3

1/2

2/3

5/6

1/1

1/6

2/3

1/2

2/3

5/6

1/1

Izqu

ierd

o

Cen

tro

Der

echo

Vista exterior del Difusor de Salida hacia la Cámara de Pruebas.

Figura No. 71. Que muestra el tipo de anemómetro utilizado para las mediciones de velocidad. Fuente: www.tsi.com.

18.1.1. Metodología Para ambas secciones de estudio, nos situamos en la brida final

de la sección en cuestión, y se trazaron 3 ejes (Izquierdo, Centro y

Derecho), en sentido vertical correspondientes a lo que

denominaremos Posición Horizontal y en sentido horizontal se

establecieron 7 ejes los cuales se denominaran Posiciones

Verticales, (Ver Figura No.70 y 72), resultado de el cruce de estos

ejes se establecen un total de 21 puntos de medición para el

experimento.

Para la captura de datos se utilizó un Anemómetro digital de hilo,

Marca TSI Modelo 8340

Velocicheck, (Ver Figura No.71),

con un rango de medición de

velocidad del aire que va desde los 0.1 m/seg. hasta

los 10.20 m/seg.; el cual se coloco nivelado y alineado,

sobre los ejes antes descritos, procurando que siempre

permanezca el hilo lector, localizado casi en la punta

de la antena del mismo, en una posición perpendicular

al flujo de aire. Para esta toma de datos se dispuso el

switch de respuesta del anemómetro en “respuesta

rápida”.

Se posicionó el anemómetro, en la forma antes

descrita, en cada uno de los 21 puntos durante un

tiempo de 10 segundos, termino del cual se tomo la

lectura en pantalla. Se opto por retirar el anemómetro

del área de medición durante otro periodo de 10 segundos entre mediciones. Para la

captura de las mediciones sobre el eje central de la geometría en cuestión se

observo que solo el diámetro de la antena de medición del anemómetro fuera lo

único que obstruyera el paso del aire.

Figura No.72. Croquis que indica los puntos de medición (sobre los ejes horizontal y vertical), en la salida del Difusor de Salida. Fuente: Propia.



Medición de Velocidades del Aire en Salida Cámara de Pruebas.(sin pantallas)

5.10

5.30 5.30 5.30

5.10

4.25

4.20

4.85

6.406.50

6.306.206.30

4.90

4.95

5.30 5.305.40

5.00 4.55

4.30

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50

7.00

Posición Vertical

Velo

cida

d Ai

re (m

/se

Izquierdo Centro Derecha

Izquierdo 4.20 5.10 5.30 5.30 5.30 5.10 4.25

Centro 4.90 6.30 6.20 6.30 6.50 6.40 4.85

Derecha 4.30 4.95 5.30 5.30 5.40 5.00 4.55

0 1/8 1/4 1/2 3/4 7/8 1

Figura No.73. En esta grafica se muestran los resultados de lasmediciones en el extremo de la Cámara de Pruebas. Se puedeapreciar que en la posición central de la Cámara existen condicionesde velocidad de flujo uniforme. Fuente: Propia.

Para la realización de este experimento se omitió el uso de rejillas de panal y/o

pantallas para la regulación de presiones internas, es decir, los resultados que a

continuación se presentarán fueron realizados con un flujo libre abierto al interior del

Túnel.

18.1.2. Resultados a) Medición en Cámara de Pruebas Con el fin de realizar un análisis más detallado, la interpretación de los datos se

realizará, posicionados sobre los ejes anteriormente establecidos de manera

horizontal (Izquierdo, Derecho y Centro), para la Cámara de Pruebas. Con el mismo

fin se establece, lo que denominaremos de aquí en adelante, el Área de Diseño ó de

Experimentación, es decir, el

área de la sección de estudio

que se encuentre lo

suficientemente alejada de la

fricción que se produce por el

roce del aire ó flujo con las

paredes de la geometría. Para

éste caso (Cámara de

Pruebas), ésta Área de Diseño estará comprendida

entre el punto 1/8 hasta el

punto 7/8 del Eje Centro.

Eje Centro: En la Figura No. 73, podemos

observar que sobre el Eje Central se concentran las velocidades más altas del flujo

de aire al interior del Túnel de Viento. Estas velocidades fluctúan dentro de un rango

que va de los 4.85 m/seg., como velocidad mínima, presente en el extremo inferior

(1); hasta los 6.50 m/seg., como velocidad máxima, de la sección y del experimento,

presente sobre el punto de medición de 3/4 del Área de Paso. El promedio general



115

Izquierdo Centro Derecho4.20 4.90 4.305.10 6.30 4.955.30 6.20 5.305.30 6.30 5.305.30 6.50 5.405.10 6.40 5.004.25 4.85 4.554.94 5.92 4.970.49 0.72 0.41

Posición Vertical Posicion Horizontal

0.20

3.88%

5.22 6.34 5.19

2.10%

0.11 0.11

1.80%

Velocidad PromedioDesviación Estándar Gral por Eje

% Caída Velocidad por Eje

1/81/41/23/47/81

0

Tabla No. 5. Medición Velocidades en Cámara de PruebasVentilador No.1 (Sin Pantallas).

(Promedio Extremos/Centro)

Prom. Velocidad Area Diseño1/8 a 7/8 Longitudinal

% Caída Velocidad General(Prom. Extremos/ Prom.Centro)

Desviación EstándarArea de Diseño

% Caída Vel. Area de Diseño(Prom.Extremos/Centro) 1/2 15.87%

Porcentaje de VariaciónArea de Diseño

16.34%

19.06% 23.11% 14.74%

Tabla No. 5. Donde se muestran los valores de las mediciones realizadas en el extremo final de la Cámara dePruebas y las relaciones entre ellas. En color amarillo sobreel eje Centro se encuentra la denominada Área de Diseño. Fuente: Propia.

de velocidad en éste eje central es de 5.92 m/seg. La caída en la velocidad, debido a

la fricción que se presenta entre el flujo y las paredes de la geometría de la Cámara

de Pruebas, obedece a un 23.11%, si se toman en cuenta el promedio de las

velocidades incluidas sobre la parte central del eje de flujo (del punto 1/8 de L hasta

el de 7/8 de L), y el promedio de las velocidades de los puntos en los extremos del

mismo (puntos de medición 0 y 1). La desviación estándar general presente en todas

las medidas de éste eje tiene un valor de 0.72.

Sin considerar los extremos (de 0 a

1/8 y 7/8 a 1), donde de presenta la

fricción entre el flujo de aire y las

paredes del túnel, y solo se analiza la

parte que comprenden los puntos de

medición que van desde 1/8 hasta 7/8

(Área de Diseño), podemos observar

que el flujo presenta un

comportamiento estable y uniforme,

de manera casi laminar. El

comportamiento del flujo en esta Área

de Diseño presenta un promedio de

velocidades de 6.34 m/seg., una

desviación estándar de 0.11, menor a

la presentada en la totalidad del eje, y un promedio de variación de solo el 1.80%.

Este pequeño porcentaje de variación de velocidades en esta Área de Diseño es de

suma importancia debido a que se sientan las bases para lograr, mediante la

inyección de humo de contraste, las líneas de flujo, indispensables para la

observación cualitativa del fenómeno en su conjunto.

Se hace notar que las velocidades que arrojo el presente experimento no

corresponden al rango proyectado para el diseño, debido quizás a la modificación ó



01/8

1/41/2

3/47/8

1Izquierdo

Centro

Derecha3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50

Velocidad Aire (m/seg)

Posición VerticalPosición Horizontal

Distribución Tridimensional de Velocidades del Aire en Salida de Cámara de Pruebas.

(sin pantallas)3.50-4.00 4.00-4.50 4.50-5.00 5.00-5.50 5.50-6.00 6.00-6.50

modificaciones que existieron entre el prototipo inicial del túnel de viento y su modelo

final.

A continuación se presentan las Figuras No. 74 y 75, que mediante un grafica

tridimensional y otra bidimensional ayudaran a apreciar estas afirmaciones. Para

mayores detalles sobre las graficas y tablas, consultar los Anexos No. 65, 66 y 67 y

Tabla No.5.

Eje Izquierdo: Como se observa en la Tabla

No.5, sobre el Eje Izquierdo

se presenta el rango de

velocidades mas bajas del

experimento. Estas

velocidades fluctúan dentro

de un rango que va de los

4.20 m/seg., como velocidad

mínima, presente en el

extremo superior (0); hasta

los 5.30 m/seg., como

velocidad máxima, del eje,

presente sobre los puntos de medición 1/4, 1/2 y 3/4 del Área de Paso. El promedio

general de velocidad en éste eje izquierdo es de 4.94 m/seg. La caída en la

velocidad, debido a la fricción que se presenta entre el flujo y las paredes finales de

la geometría de la Cámara de Pruebas, obedece a un 19.06%, si se toman en cuenta

el promedio de las velocidades incluidas sobre la parte central del eje de flujo (del

punto 1/8 de L hasta el de 7/8 de L), y el promedio de las velocidades de los puntos

en los extremos del mismo (puntos de medición 0 y 1), con una desviación estándar

general presente en todas las medidas este eje de 0.49.

Es lógico pensar que debido a la ubicación de los ejes laterales (Derecho e

Izquierdo), se observará una mayor fricción del flujo sobre las paredes de la

Figura No. 74. Donde se observa el perfil tridimensional que genera ladistribución flujo de aire en el extremo final de la Cámara de Pruebas.Nótese la uniformidad existente en la sección central de esta sección de estudio. Fuente: Propia.



117

0 1/8 1/4 1/2 3/4 7/8 1Izquierdo

Centro

Derecha

Posición Vertical

Posición Horizontal

Distribucion Bidimensional de Velocidades Salida de Cámara de Pruebas.

(sin pantallas).

3.50-4.00 4.00-4.50 4.50-5.00 5.00-5.50 5.50-6.00 6.00-6.50 6.50-7.00

geometría del túnel, lo que explica la caída de velocidades del 16.34% existente

entre éstos ejes y el eje Centro. Repitiendo el mismo análisis que se realizo sobre el

eje central, y sin considerar los extremos (de 0 a 1/8 y 7/8 a 1), donde de presenta la

fricción lateral entre el flujo de aire y las paredes del túnel, y solo se analiza la parte

que comprenden los puntos de medición que van desde 1/8 hasta 7/8, podemos

observar que el flujo presenta un comportamiento estable y uniforme.

El comportamiento del flujo en esta Área de Diseño lateral presenta un promedio de

velocidades de 5.22 m/seg., una desviación estándar igual a la del eje central de

0.11, y menor a la presentada en la totalidad del eje, con un promedio de variación

de velocidades de solo el 2.10%.

Eje Derecho: Sobre el Eje Derecho se

presenta el rango de

velocidades medias de este

experimento. Estas







velocidad máxima, del eje, presente sobre el punto de medición 3/4 del Área de

Paso. El promedio general de velocidad en éste eje izquierdo es de 4.97 m/seg. La

caída en la velocidad, debido a la fricción que se presenta entre el flujo y las paredes

finales de la geometría de la Cámara de Pruebas, obedece a un 14.74%, si se toman

en cuenta el promedio de las velocidades incluidas sobre la parte central del eje de

flujo (del punto 1/8 de L hasta el de 7/8 de L), y el promedio de las velocidades de los

puntos en los extremos del mismo (puntos de medición 0 y 1), con una desviación

estándar general presente en todas las medidas este eje de 0.41.

Figura No. 75. Grafica que muestra la superficie bidimensional que genera la distribución de velocidades en la totalidad de la geometría establecida de la Cámara de Pruebas. Se aprecia en color rosa, la concentración de las velocidades más altas en la parte central de la geometría en cuestión (Área de Diseño). Fuente: Propia.



Repitiendo el mismo análisis que se realizo sobre los ejes anteriores, y sin considerar

los extremos (de 0 a 1/8 y 7/8 a 1), donde de presenta la fricción lateral entre el flujo

de aire y las paredes del túnel, y solo se analiza la parte que comprenden los puntos

de medición que van desde 1/8 hasta 7/8, podemos observar que se conservan

condiciones de flujo estable y con cierta uniformidad.


velocidades de 5.19 m/seg., una desviación estándar de 0.20, y menor a la

presentada en la totalidad del eje, con un promedio de variación de velocidades del

3.88%.

Sobre el comportamiento del flujo de aire observado sobre los ejes laterales

(Derecho e Izquierdo) de la Cámara de Prueba, se hace notar la persistencia de un

perfil igual o muy similar al que se presenta sobre el eje Centro, con su respectiva

caída de velocidad del 16.34%, antes mencionada, debido a la esperada fricción con

las paredes del Túnel.

b) Medición en Difusor de Salida Con el fin de tener un análisis en igualdad de circunstancias que el realizado en la

Cámara de Pruebas, la interpretación de los datos de esta sección se realizará, con

el mismo orden y forma. Eje Centro: En la Figura No. 76, podemos observar que sobre el Eje Central se concentran las

velocidades más altas de esta sección del Túnel de Viento. Estas velocidades

fluctúan dentro de un rango que va de los 0.50 m/seg., como velocidad mínima,

presente en el extremo superior (0); hasta los 3.15 m/seg., como velocidad máxima,

de la sección, presente sobre el punto de medición de 2/3 del Área de Paso. El

promedio general de velocidad en éste eje central es de 2.34 m/seg. La caída en la

velocidad, debido a la fricción que se presenta entre el flujo y las paredes de la

geometría de la Cámara de Pruebas, es grande y obedece a un 71.09%, si se toman

en cuenta el promedio de las velocidades incluidas sobre la parte central del eje de

flujo (del punto 1/6 de L hasta el de 5/6 de L), y el promedio de las velocidades de los



119

Medición de Velocidades del Aire en Salida del Difusor de Salida. (sin pantallas)

0.59

1.20

0.30

0.70

1.40

2.052.15

0.51

2.05

1.42

2.953.10

2.55

0.50

2.953.15

2.10

1.87

0.88

1.741.71

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

Posición Vertical

.)Vel

ocid

ad A

ire

(m/s


Izquierdo 0.51 1.40 2.15 2.05 2.05 1.42 0.59

Centro 0.50 2.55 3.10 2.95 3.15 2.95 1.20

Derecha 0.30 0.88 1.74 1.87 2.10 1.71 0.70

0 1/6 2/3 1/2 2/3 5/6 1

puntos en los extremos del mismo (puntos de medición 0 y 1). La desviación

estándar general presente en todas las medidas éste eje tiene un valor de 1.06. Si recordamos que la función principal de un Difusor de Salida es, como su nombre

lo indica, el de difundir el flujo de aire de salida para evitar gradientes de presión

adversa; si no consideramos las partes de los extremos (de 0 a 1/6 y 5/6 a 1), donde

se presenta la fricción entre el flujo de aire y las paredes del túnel, y solo se analiza

la parte que comprenden los puntos de medición que van desde 1/6 hasta 5/6,

podemos observar que el flujo en dispersión, presenta también, un comportamiento

estable y uniforme, lo que indica que el Difusor de Salida esta presentando un

conducta correcta, para con el Túnel de Viento en su conjunto.

El comportamiento del flujo en

esta Área de Diseño presenta

un promedio de velocidades de

2.94 m/seg., una desviación

estándar de 0.24, menor a la

presentada en la totalidad del

eje, y un promedio de variación

de 8.01%. A continuación se

presentan las Figuras No. 77 y

78, que mediante un grafica

tridimensional y otra

bidimensional ayudaran a

apreciar estas afirmaciones.

Para mayores detalles sobre las graficas y tablas, consultar los Anexos No. 68, 69 y

70 y Tabla No.6.

Eje Izquierdo: Como se observa en la Tabla No.6, sobre el Eje Izquierdo se presentan, en este

caso, el rango de velocidades medias del experimento. Estas velocidades fluctúan

dentro de un rango que va de los 0.51 m/seg., como velocidad mínima, presente en

Figura No. 76. En esta grafica se muestran los resultados de lasmediciones en el extremo del Difusor de Salida. Se aprecia que en laposición central del mismo, existen condiciones de velocidad de flujoy desalojo uniforme. Fuente: Propia.





69.68% 71.09% 69.88%% Caída Velocidad por Eje(Promedio Extremos/Centro)

5/61


2/31/22/3

Tabla No. 6. Medición Velocidades en Difusor de SalidaVentilador No.1 (Sin Pantallas).

01/6

% Caída Velocidad General 40.64%(Promedio Extremos/Centro)% Caída Vel. Area de Diseño 33.56%(Prom.Extremos/Centro) 1/2

1.81 2.94 1.66

0.37 0.24 0.46

Prom. Velocidad Area Diseño1/8 a 7/8 LongitudinalDesviación Estándar

Area de Diseño

20.46% 8.01% 27.85%

Posición Vertical

el extremo superior (0); hasta los 2.15 m/seg., como velocidad máxima, del eje,

presente sobre los puntos de medición 2/3 del Área de Paso. El promedio general de

velocidad en éste eje izquierdo es de 1.45 m/seg. La caída en la velocidad, debido a

la fricción que se presenta entre el

flujo y las paredes finales de la

geometría del Difusor de Salida,

obedece a un 69.68%, si se toman en

cuenta el promedio de las

velocidades incluidas sobre la parte

central del eje de flujo (del punto 1/6

de L hasta el de 5/6 de L), y el

promedio de las velocidades de los

puntos en los extremos del mismo

(puntos de medición 0 y 1), con una

desviación estándar general presente

en todas las medidas este eje de

0.69.

Al igual que en la Cámara de Pruebas, debido a la ubicación de los ejes laterales

(Derecho e Izquierdo), se observara una mayor fricción del flujo sobre las paredes de

la geometría del túnel, lo que explica la caída de velocidades del 40.64 % existente

entre éstos ejes y el eje Centro. Repitiendo el mismo análisis que se realizo sobre el

eje central, y sin considerar los extremos (de 0 a 1/6 y 5/6 a 1), donde de presenta la

fricción lateral entre el flujo de aire y las paredes del túnel, y solo se analiza la parte

que comprenden los puntos de medición que van desde 1/6 hasta 5/6, podemos

observar que el flujo se dispersa de una manera estable y con cierta uniformidad.


velocidades de 1.81 m/seg., una variación estándar del 0.37, menor a la presentada

en la totalidad del eje, y un promedio de variación de solo el 20.46%.

Tabla No.6. Donde se muestran los valores de las mediciones realizadas en el extremo final del Difusor deSalida y las relaciones entre ellas. En color amarillo sobre eleje Centro se encuentra la denominada Área de Diseño.Fuente: Propia.



121

0 1/6 2/3 1/2 2/3 5/6 1Izquierdo

Derecha0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

Velocidad Aire (m/seg.)

Posición Vertical.Posición Horizontal

Distribución Tridimensional de Velocidades del Aire en Salida Difusor de Salida. (sin pantallas).

0.00-0.50 0.50-1.00 1.00-1.50 1.50-2.00 2.00-2.50 2.50-3.00 3.00-3.50



velocidades mas bajas de

esta sección. Estas








presente sobre el punto de

medición 2/3 del Área de Paso. El promedio general de velocidad en éste eje

derecho es de 1.33 m/seg. La caída en la velocidad, debido a la fricción que se

presenta entre el flujo y las paredes finales de la geometría del Difusor de Salida,

obedece a un 69.88%, si se toman en cuenta el promedio de las velocidades

incluidas sobre la parte central del eje de flujo (del punto 1/6 de L hasta el de 5/6 de

L), y el promedio de las velocidades de los puntos en los extremos del mismo (puntos

de medición 0 y 1), con una desviación estándar general presente en todas las

medidas este eje de 0.69, al igual que sobre el eje Izquierdo.




de medición que van desde 1/6 hasta 5/6, podemos observar que prácticamente se

conserva las mismas condiciones de dispersión del flujo presentes sobre el eje

Izquierdo.

Figura No. 77. Donde se observa el perfil tridimensional que genera ladistribución flujo de aire en el extremo final del Difusor de Salida. Nótese la uniformidad del desalojo, ó dispersión del flujo existente en la sección central de esta sección de estudio. Fuente: Propia.



0 1/6 2/3 1/2 2/3 5/6 1Izquierdo

Centro

Derecha

Posición Vertical


Distribución Bidimensional de Velocidades de Aire en Salida Difusor de Salida.

(sin pantallas)0.00-0.50 0.50-1.00 1.00-1.50 1.50-2.00 2.00-2.50 2.50-3.00 3.00-3.50

Figura No. 78. Grafica que muestra la superficie bidimensional quegenera la distribución de velocidades en la totalidad de la geometríaestablecida para el Difusor de Salida. Se aprecia en color azul y rosa, laconcentración de las velocidades más altas en la parte central de lageometría en cuestión. Por otra parte la gran variedad de coloresdemuestra la dispersión de velocidades o del flujo en esta sección.F ente Propia



presentada en la totalidad del eje, y un promedio de variación de 27.85%.


(Derecho e Izquierdo) del

Difusor de Salida, al igual

que en la Cámara de

Pruebas, se hace notar la

persistencia de un perfil igual

o muy similar al que se

presenta sobre el eje Centro,

con una caída de velocidad

del 40.64%, antes

mencionada, debido objetivo

de diseño de esta sección.

18.1.3. Conclusiones Experimento No.1 Con base a los datos que arrojó el Experimento No.1, las presentes conclusiones

preliminares abordarán 2 aspectos muy importantes para el resultado de los objetivos

específicos del experimento, y sentar así, las bases para la comprobación de la

hipótesis de este trabajo: el primero, tiene que ver con el comportamiento que, para

con un flujo estable y uniforme, presentó la geometría propuesta del Túnel de Viento.

Y el segundo pretende analizar la capacidad que mostró el ventilador centrifugo

propuesto para con la velocidad limite superior de diseño.

a) Comportamiento de la Geometría Propuesta para el Túnel de Viento. Con el fin de definir de manera más exacta este comportamiento general del Túnel

de Viento, nos enfocaremos exclusivamente al análisis de los datos que se

obtuvieron en la Cámara de Prueba, ya que son estos datos los que tendrán

relevancia directa sobre la observación y prueba de los modelos a escala.



123

Basados en las mediciones de velocidades que se presentaron en el extremo final de

la Cámara de Prueba, así como en los perfiles gráficos que éstas generaron (Ver

Figuras No.73, 74, 75; Tabla No.5 y Anexos No. 65, 66 y 67), podemos afirmar; por

una parte, que la geometría en general propuesta para este Túnel de Viento

Bidimensional mostró un régimen de flujo uniforme y estable, cercano al laminar,

sobre el Eje Central de la Cámara de Prueba en casi 2/3 partes de la sección

transversal y longitudinal, fijando así, las bases para lograr en puntos específicos del

Área de Inyección de ésta sección, las líneas de humo, necesarias para la

visualización didáctica del fenómeno de prueba en modelos.

Aunque no se pudieron consultar datos sobre calibraciones realizadas en otros

Túneles de Viento, y poseer así, una referencia sobre las limitantes en porcentajes

de variabilidad de velocidades en el Área de Diseño, se consideró como limitante

experimental máxima de diseño una variación del 10%.

La variación de velocidades del flujo, en esta sección central (Eje Centro del punto

1/8 al 7/8 de L), con un valor menor al 2% (1.80%), la incluimos dentro de un rango

aceptable, si consideramos al mismo tiempo las características de bidimensionalidad

de la Cámara de Prueba, la cercanía entre los puntos de medición, así como, su

geometría rectangular.

Será tema de futuras investigaciones, lograr, por una parte la disminución al máximo

de estas variaciones de velocidad en las secciones (1/8 y 1), así como la disminución

del porcentaje de fricción del flujo sobre las paredes de la Cámara de Prueba y

Cámara de Contracción, de ser posible, mediante la inclusión de paredes divergentes

y/o el rediseño de las mismas.

Por otra parte, con respecto al método de diseño de tipo grafico, que se planteo para

la Cámara de Contracción específicamente, se podría afirmara que dicho método,

aunque más laborioso que un método matemático, brinda resultados preliminares

satisfactorios en cuanto a este tipo de Túnel de Viento se refiere. De igual manera,

en futuras investigaciones, seria conveniente hacer la comparación entre ambos

métodos y sus resultados en un modelo real de dicha sección, en la inteligencia de



∴×=

×=

==

α

α

α

2

9627.040.1390.12

bAreadepasoba

Area de Paso de la Brida Base.

a

b

que siempre la búsqueda de un mejor diseño, procurará menores condiciones de

variabilidad en el Área de Diseño propuesta.

b) Comportamiento del Ventilador Centrífugo propuesto Con base a los datos obtenidos en este experimento, se concluye que la velocidad

máxima alcanzada por el ventilador no fue la esperada (10 m/seg.), debido quizás al

cambio geométrico que se dio entre el Prototipo del Túnel de Viento inicial y el diseño

final del mismo. Sin embargo se propone para este fin la realización de un nuevo

experimento que nos permita conocer si mediante la colocación de pantallas que

restrinjan el Área de Salida de la boca del ventilador centrifugo, es posible lograr esta

aceleración para cumplir con esta limitante en el diseño inicial.

18.2. Experimento No.2 18.2.1. Metodología El presente experimento tiene como finalidad realizar una

serie de pruebas mediante la colocación de 4 distintas

“pantallas”, las cuales restringirán el flujo de salida en el

Área de Inyección del ventilador centrífugo de diseño. Ver

Figura No. 79. Para esto se procedió a definir las medidas

de las mismas, las cuales se colocaron en la brida de

unión del Ventilador y el Difusor de Gran Angulo. Estas se

realizaron en cartón ilustración y se pintaron de acuerdo a

la clasificación que a continuación se describe. Buscando

una relación de medidas se estableció que:

Se guardará la misma relación α=ba para todas las áreas de paso por experimentar.

Figura No. 79. Esquema que muestra la las medidas del Área de Paso de la Brida delVentilador, para los cuales: a=12.90 cms. y b=13.40 cms.Fuente: Propia.



125

Si oAmA ×=1 ; entonces, .86.172 22 cmbAo =×= α Tomemos: m1 = 5/6, m2 = 2/3,

m3 = 7/12, m4 = 1/2; como método de incrementar la velocidad en la zona de

medición. Por lo que la clasificación y características de las pantallas quedan de esta

forma:

.77.11.23.12

63.149

9627.06

586.172:

1

1

221

11

cmacmb

cmb

bA

Azul

===

×=×

=

Figura No.80. Pantalla No.1 Azul. Fuente: Propia.

.85.9.23.10

74.104

9627.012

786.172:

3

3

223

23

cmacmb

cmb

bA

Naranja

===

×=×

=

Figura No.81. Pantalla No.2 Amarilla. Fuente: Propia.

Figura No.82. Pantalla No.3 Naranja. Fuente: Propia

cmacmb

cmb

bA

Amarillo

53.1094.10

70.119

9627.3

286.172:

2

2

222

22

===

×=×

=



Figura No. 84. En esta grafica se muestran los resultados de lasmediciones en el extremo de la Cámara de Pruebas. Se puede apreciarque en la posición central de la Cámara existen condiciones develocidad de flujo uniforme iguales a las del Experimento No.1., paraesta Pantalla No.1, la cual posee el Área de Paso más grande. Fuente: Propia.

18.2.2. Pantalla Azul. Siguiendo con el mismo formato de análisis de los datos, los resultados se irán

presentando conforme al orden en que se definieron las distintas pantallas.

Eje Centro: En la Figura No. 84,

podemos observar que sobre

el Eje Central se siguen

concentrando las velocidades

más altas del flujo de aire al

interior del Túnel de Viento.

Estas velocidades fluctúan

dentro de un rango que va de


velocidad mínima, presente

en el extremo inferior (1);

hasta los 6.00 m/seg., como

velocidad máxima, de la

sección y del experimento, presente sobre los puntos de medición 1/2, 3/4 y 7/8 del

Área de Paso.

.12.9.47.9

78.89

9627.02

186.172:

4

4

224

24

cmacmb

cmb

bA

Rojo

===

×=×

=

Figura No.83. Pantalla No.4 Roja. Fuente: Propia.

Mediciones Velocidades en Salida Cámara de Prueba. Filtro Azul.

4.25

4.60

4.75

5.00

4.80

5.20

3.60

4.45

6.006.006.005.905.90

4.65

3.75

4.70

4.504.65

4.754.35

3.25

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

Posición Vertical

Velo

cida

d Ai

re (m

/se


Izquierdo 3.60 5.20 4.80 5.00 4.75 4.60 4.25

Centro 4.65 5.90 5.90 6.00 6.00 6.00 4.45

Derecha 3.25 4.35 4.75 4.65 4.50 4.70 3.75

0 1/8 1/4 1/2 3/4 7/8 1



127

Tabla No. 7. Donde se muestran los valores de las mediciones realizadas en el extremo final de la Cámara dePruebas con la Pantalla Azul, y las relaciones entre ellas. Encolor amarillo sobre el eje Centro se encuentra ladenominada Área de Diseño. Fuente: Propia.


Porcentaje de Variación 4.79% 0.92% 3.56%Area de Diseño

Desviación Estándar 0.23 0.05 0.16Area de Diseño

% Caída Vel. Area de Diseño 19.58%(Prom.Extremos/Centro) 1/2Prom. Velocidad Area Diseño 4.87 5.96 4.591/8 a 7/8 Longitudinal

% Caída Velocidad por Eje(Promedio Extremos/Centro)% Caída Velocidad General 20.12%(Promedio Extremos/Centro)

19.40% 23.66% 23.75%

7/81


1/81/41/23/4

Tabla No.7. Medición Velocidades en Cámara de PruebasVentilador No.1 (Pantalla Azul).

0


El promedio general de velocidad en éste eje central es de 5.56 m/seg. La caída en

la velocidad, debido a la fricción que se presenta entre el flujo y las paredes de la

geometría de la Cámara de Pruebas, obedece a un 23.66%, si se toman en cuenta el

promedio de las velocidades incluidas sobre la parte central del eje de flujo (del punto

1/8 de L hasta el de 7/8 de L), y el promedio de las velocidades de los puntos en los

extremos del mismo (puntos de medición 0 y 1). La desviación estándar general

presente en todas las medidas este eje tiene un valor de 0.69.







(Área de Diseño), podemos también

observar que el flujo presenta un

comportamiento estable y uniforme,

de manera casi laminar. El flujo en

esta Área de Diseño presenta un

promedio de velocidades de 5.96

m/seg., la menor desviación estándar

hasta el momento de 0.05, menor a la

presentada en la totalidad del eje, y el mas bajo promedio de variación de solo el

0.92%. Este pequeño porcentaje de variación de velocidades en esta Área de Diseño

(menor al presentado con el mismo ventilador a flujo abierto), es de suma

importancia, en la inteligencia de que, mientras menor sea la variación de

velocidades en esta Área de Diseño, mas fácil será conservar la integridad de las

líneas de humo en el flujo de aire.

Aun con este porcentaje de variación entre las velocidades en el Área de Diseño tan

reducido, cabe hacer la aclaración de que no se cumple el rango de velocidades



Figura No. 85. Donde se observa el perfil tridimensional que genera ladistribución flujo de aire en el extremo final de la Cámara de Pruebas,con la Pantalla No.1 (Azul). Nótese la uniformidad existente en lasección central de esta sección de estudio. Fuente: Propia.

esperado a través de la Cámara de Pruebas. A continuación se presentan las

Figuras No. 85 y 86, que mediante un grafica tridimensional y otra bidimensional

ayudaran a apreciar estas afirmaciones. Para mayores detalles sobre las graficas y

tablas, favor de consultar los Anexos No. 71, 72 y 73 y Tabla No.7.

Eje Izquierdo: Como se observa en la Tabla No.7, sobre el Eje Izquierdo se presenta el rango de

velocidades medias del experimento. Estas velocidades fluctúan dentro de un rango

que va de los 3.60 m/seg., como velocidad mínima, presente en el extremo superior

(0); hasta los 5.20 m/seg., como velocidad máxima, del eje, presente sobre el punto

de medición 1/8 del Área de

Paso. El promedio general de

velocidad en éste eje

izquierdo es de 4.60 m/seg.

La caída en la velocidad,

debido a la fricción que se

presenta entre el flujo y las

paredes finales de la

geometría de la Cámara de

Pruebas, obedece a un

19.40%, si se toman en


velocidades incluidas sobre

la parte central del eje de flujo (del punto 1/8 de L hasta el de 7/8 de L), y el promedio

de las velocidades de los puntos en los extremos del mismo (puntos de medición 0 y

1), con una desviación estándar general presente en todas las medidas este eje de

0.53.

Debido a la ubicación de los ejes laterales (Derecho e Izquierdo), se observara una

mayor fricción del flujo sobre las paredes de la geometría del túnel, lo que explica la

caída de velocidades del 20.12% existente entre éstos ejes y el eje Centro.

0 1/8 1/41/2 3/4

7/81

Izquierdo

Centro

Derecha2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00



Distribución Tridimensional de Velocidades en Salida Cámara de Pruebas.

Filtro Azul.

2.50-3.00 3.00-3.50 3.50-4.00 4.00-4.50 4.50-5.00 5.00-5.50 5.50-6.00



129

0 1/8 1/4 1/2 3/4 7/8 1Izquierdo

Centro

Derecha

Posición Vertical


Distribución Bidimensional de Velocidades en Salida Cámara de Prueba.

Filtro Azul.

2.50-3.00 3.00-3.50 3.50-4.00 4.00-4.50 4.50-5.00 5.00-5.50 5.50-6.00

Figura No. 86. Grafica que muestra la superficie bidimensional quegenera la distribución de velocidades en la totalidad de la geometríaestablecida de la Cámara de Pruebas, con la Pantalla No. 1 (Azul). Seaprecia en color azul, la concentración de las velocidades más altas enla parte central de la geometría en cuestión. Fuente: Propia.

Repitiendo el mismo análisis que se realizo sobre el eje central, y sin considerar los

extremos (de 0 a 1/8 y 7/8 a 1), donde de presenta la fricción lateral entre el flujo de

aire y las paredes del túnel, y solo se analiza la parte que comprenden los puntos de

medición que van desde 1/8 hasta 7/8, podemos observar que el flujo presenta un

comportamiento estable y casi uniforme, salvo el caso de una pequeña perturbación

sobre el punto de medición 1/8, con una velocidad de 5.20 m/seg.


velocidades de 4.87 m/seg., una desviación estándar de 0.23, menor a la presentada

en la totalidad del eje, y un promedio de variación de 4.79%.

Eje Derecho: Sobre el Eje Derecho se presenta el rango de velocidades mas bajas de este

experimento. Estas velocidades fluctúan dentro de un rango que va de los 3.25

m/seg., como velocidad mínima, presente en el extremo superior (0); hasta los 4.75

m/seg., como velocidad máxima, del eje, presente sobre el punto de medición 1/4 del

Área de Paso. El promedio

general de velocidad en éste

eje izquierdo es de 4.28

m/seg. La caída en la

velocidad, debido a la fricción

que se presenta entre el flujo

y las paredes finales de la







mismo (puntos de medición 0 y 1), con una desviación estándar general presente en

todas las medidas este eje de 0.57.



Figura No. 87. En esta grafica se muestran los resultados de lasmediciones en el extremo de la Cámara de Pruebas, con la PantallaNo.2 (Amarilla). Se puede apreciar que en la posición central de laCámara existen condiciones de velocidad de flujo uniforme similares alas del Experimento No.1, Fuente: Propia.





condiciones de estabilidad y uniformidad que sobre el eje Izquierdo.



presentada en la totalidad del eje, con un promedio de variación de solo el 3.56%.


(Derecho e Izquierdo) de la Cámara de Prueba, persiste una similitud geométrica

entre ambos, con su respectiva caída de velocidad del 20.12%, antes mencionada,

debido a la fricción de las paredes.

18.2.3. Pantalla Amarilla Eje Centro: En la Figura No. 87,

nuevamente se observa que

sobre el Eje Central se

concentran las velocidades

más altas del flujo de aire con

esta pantalla. Estas







velocidad máxima de la sección, presente sobre el punto de medición 7/8 del Área de

Paso. El promedio general de velocidad en éste eje central es de 5.40 m/seg. La


Mediciones Velocidades en Salida Cámara de Prueba. Filtro Amarillo

3.85

4.654.654.80

4.704.70

3.40

5.20

6.005.90

5.705.60

5.40

4.004.104.554.604.55

4.403.90

3.65

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50

Posición Vertical.

Vel

ocid

ad A

ire

(m/s

e


Izquierdo 3.40 4.70 4.70 4.80 4.65 4.65 3.85

Centro 4.00 5.40 5.60 5.70 5.90 6.00 5.20

Derecha 3.65 3.90 4.40 4.55 4.60 4.55 4.10

0 1/8 1/4 1/2 3/4 7/8 1



131

Tabla No. 8. Donde se muestran los valores de las mediciones realizadas en el extremo final de la Cámara dePruebas con la Pantalla Amarilla, y las relaciones entreellas. En color amarillo sobre el eje Centro se encuentra ladenominada Área de Diseño. Fuente: Propia.

de la geometría de la Cámara de Pruebas, obedece a un 19.58%, si se toman en

cuenta el promedio de las velocidades incluidas sobre la parte central del eje de flujo

(del punto 1/8 de L hasta el de 7/8 de L), y el promedio de las velocidades de los

puntos en los extremos del mismo (puntos de medición 0 y 1). La desviación

estándar general presente en todas las medidas este eje tiene un valor de 0.68.







(Área de Diseño), podemos también

observar que el flujo presenta un

comportamiento estable y casi

uniforme. El flujo en esta Área de

Diseño presenta un promedio de

velocidades de 5.72 m/seg., una

desviación estándar de 0.24, menor a

la presentada en la totalidad del eje, y un promedio de variación de 4.17%.




Tabla No.8.

Eje Izquierdo: Como se observa en la Tabla No.8, sobre el Eje Izquierdo es donde se presenta el

rango de velocidades medias de esta pantalla. Estas velocidades fluctúan dentro de

un rango que va de los 3.40 m/seg., como velocidad mínima, presente en el extremo

superior (0); hasta los 4.80 m/seg., como velocidad máxima, del eje, presente sobre

el punto de medición 1/2 del Área de Paso. El promedio general de velocidad en éste


Tabla No.8. Medición Velocidades en Cámara de PruebasVentilador No.1 (Pantalla Amarilla).

0


1/81/41/23/47/81


% Caída Velocidad General 19.97%(Promedio Extremos/Centro)

19.58% 11.93%


Desviación Estándar 0.06 0.24 0.29Area de DiseñoPorcentaje de Variación 1.30% 4.17% 6.58%Area de Diseño

22.87%% Caída Velocidad por Eje(Promedio Extremos/Centro)



Figura No. 88. Donde se observa el perfil tridimensional que genera ladistribución flujo de aire en el extremo final de la Cámara de Pruebas,con la Pantalla No.2 (Amarilla). Nótese que aun existe ciertauniformidad en el eje central de esta sección de estudio. Fuente: Propia.

01/8 1/4 1/2

3/47/8 1

Izquierdo

Centro

Derecha2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50




Filtro Amarillo.

2.50-3.00 3.00-3.50 3.50-4.00 4.00-4.50 4.50-5.00 5.00-5.50 5.50-6.00 6.00-6.50

eje izquierdo es de 4.39 m/seg. La caída en la velocidad, debido a la fricción que se

presenta entre el flujo y las paredes finales de la geometría de la Cámara de

Pruebas, obedece a un 22.87%, si se toman en cuenta el promedio de las





Debido a la ubicación de los

ejes laterales (Derecho e

Izquierdo), se observara una

mayor fricción del flujo sobre

las paredes de la geometría

del túnel, presentándose una

caída de velocidades del

19.97% existente entre estos

ejes y el eje Centro.

Repitiendo el mismo análisis

que se realizo sobre el eje

central, y sin considerar los




comportamiento estable y uniforme con una de las variaciones de velocidades mas

bajas hasta ahora.



en la totalidad del eje, y un promedio de variación de 1.30%.



133

Figura No. 89. Grafica que muestra la superficie bidimensional que genera la distribución de velocidades en la totalidad de la geometríaestablecida de la Cámara de Pruebas, con la Pantalla No. 2 (Amarilla). Seaprecia en color azul y rosa, la concentración de las velocidades másaltas en la parte central de la geometría en cuestión. Fuente: Propia.

Eje Derecho: Sobre el Eje Derecho se presenta el rango de velocidades mas bajas de esta

pantalla. Estas velocidades fluctúan dentro de un rango que va de los 3.65 m/seg.,

como velocidad mínima, presente en el extremo superior (0); hasta los 4.60 m/seg.,

como velocidad máxima, del eje, presente sobre el punto de medición 3/4 del Área

de Paso. El promedio general de velocidad en éste eje izquierdo es de 4.25 m/seg.

La caída en la velocidad,

debido a la fricción que se

presenta entre el flujo y las

paredes finales de la





velocidades incluidas sobre

la parte central del eje de

flujo (del punto 1/8 de L

hasta el de 7/8 de L), y el promedio de las velocidades de los puntos en los extremos

del mismo (puntos de medición 0 y 1), con una desviación estándar general presente

en todas las medidas este eje de 0.37.




de medición que van desde 1/8 hasta 7/8, podemos observar que se manifiesta uno

de los porcentajes de variación de velocidades mas alto hasta ahora.



presentada en la totalidad del eje, con un promedio de variación alto de 6.58%.

0 1/8 1/4 1/2 3/4 7/8 1Izquierdo

Centro

Derecha

Posición Vertical.


Distribución Bidimensional de Velocidades en Salida Cámara de Pruebas.

Filtro Amarillo.2.50-3.00 3.00-3.50 3.50-4.00 4.00-4.50 4.50-5.00 5.00-5.50 5.50-6.00 6.00-6.50




(Derecho e Izquierdo) de la Cámara de Prueba, persiste una similitud geométrica

entre ambos, con una caída de velocidad del 19.97%, antes mencionada, debido a la

fricción de las paredes.

18.2.4. Pantalla Naranja Eje Centro: En la Figura No. 90,


el Eje Central se concentran

las velocidades más altas del

flujo de aire con esta

pantalla. Estas velocidades

fluctúan dentro de un rango

que va de los 4.10 m/seg.,

como velocidad mínima,

presente en el extremo

superior (0); hasta los 5.90

m/seg., como velocidad

máxima de la sección,

presente sobre el punto de medición de 7/8 del Área de Paso. El promedio general

de velocidad en éste eje central es de 5.24 m/seg. La caída en la velocidad, debido a

la fricción que se presenta entre el flujo y las paredes de la geometría de la Cámara

de Pruebas, obedece a un 21.15%, si se toman en cuenta el promedio de las



mismo (puntos de medición 0 y 1). La desviación estándar general presente en todas

las medidas este eje tiene un valor de 0.64.

Sin considerar los extremos (de 0 a 1/8 y 7/8 a 1), donde de presenta la fricción entre

el flujo de aire y las paredes del túnel, y solo se analiza la parte que comprenden los

Medición Velocidades en Salida Cámara de Pruebas. Filtro Naranja

3.20

4.40

4.404.50

4.10

4.55

4.404.10

5.30 5.30

5.60

5.80 5.90

4.70

3.50

4.30

4.40

4.60

4.10

4.554.40

2.90

3.40

3.90

4.40

4.90

5.40

5.90

Posición Vertical

Vel

ocid

ad A

ire (m

/se


Izquierdo 3.20 4.40 4.40 4.50 4.40 4.55 4.10

Centro 4.10 5.30 5.30 5.60 5.80 5.90 4.70

Derecha 3.50 4.30 4.40 4.60 4.40 4.55 4.10

0 1/8 1/4 1/2 3/4 7/8 1

Figura No. 90. En esta grafica se muestran los resultados de lasmediciones en el extremo de la Cámara de Pruebas, con la PantallaNo.3 (Naranja). Se puede apreciar que en la posición central de la Cámara, aun con la variación de velocidad presente en el punto demedición 7/8, existen condiciones de velocidad de flujo uniformesimilares a las del Experimento No.1. Fuente: Propia.



135

Tabla No. 9. Donde se muestran los valores de las mediciones realizadas en el extremo final de la Cámara dePruebas con la Pantalla Naranja, y las relaciones entre ellas.En color amarillo sobre el eje Centro se encuentra ladenominada Área de Diseño. Fuente: Propia.

puntos de medición que van desde 1/8 hasta 7/8 (Área de Diseño), podemos

observar que el flujo presenta un comportamiento estable, aun con la perturbación

presente en el punto de medición 7/8, con una velocidad de 5.90 m/seg. El

comportamiento del flujo en esta Área de Diseño presenta un promedio de


en la totalidad del eje, y un promedio de variación considerable, del 4.97%.

Las velocidades arrojadas por el presente experimento siguen sin corresponder al

rango proyectado en el diseño.




Tabla No.9.

Eje Izquierdo: Como se observa en la Tabla No.9,

sobre el Eje Izquierdo se presenta el

rango de velocidades mas bajas con

esta pantalla. Estas velocidades

fluctúan dentro de un rango que va de

los 3.20 m/seg., como velocidad

mínima, presente en el extremo

superior (0); hasta los 4.55 m/seg.,

como velocidad máxima, del eje,

presente sobre el punto de medición

7/8 del Área de Paso. El promedio

general de velocidad en éste eje

izquierdo es de 4.22 m/seg. La caída en la velocidad, debido a la fricción que se





Tabla No.9. Medición Velocidades en Cámara de PruebasVentilador No.1 (Pantalla Naranja).

0


1/81/41/23/47/81



17.98% 21.15% 14.61%








Debido a la ubicación de los ejes laterales (Derecho e Izquierdo), se observa una


caída de velocidades del 19.07% existente entre los estos ejes y el eje Centro.





comportamiento estable y uniforme.

El comportamiento del flujo

en esta Área de Diseño

lateral presenta un promedio

de velocidades de 4.45

m/seg., una desviación

estándar de 0.07, y menor a

la presentada en la totalidad

del eje, con un promedio de

variación de solo el 1.59%.



velocidades medias de esta

pantalla. Estas velocidades fluctúan dentro de un rango que va de los 3.50 m/seg.,

como velocidad mínima, presente en el extremo superior (0); hasta los 4.60 m/seg.,

como velocidad máxima, del eje, presente sobre el punto de medición 1/2 del Área

de Paso. El promedio general de velocidad en éste eje izquierdo es de 4.26 m/seg.

La caída en la velocidad, debido a la fricción que se presenta entre el flujo y las

Figura No. 91. Donde se observa el perfil tridimensional que genera ladistribución flujo de aire en el extremo final de la Cámara de Pruebas,con la Pantalla No.3 (Naranja). Nótese que aun existe ciertauniformidad en el eje central de esta sección de estudio. Fuente: Propia.

01/8

1/41/2

3/47/8

1Izquierdo

Centro

Derecha2.90

3.40

3.90

4.40

4.90

5.40

5.90

Velocidad Aire(m/seg.)



Filtro Naranja.2.90-3.40 3.40-3.90 3.90-4.40 4.40-4.90 4.90-5.40 5.40-5.90



137

Figura No.92. Grafica que muestra la superficie bidimensional quegenera la distribución de velocidades en la totalidad de la geometríaestablecida de la Cámara de Pruebas, con la Pantalla No. 3 (Naranja). Se aprecia en color rosa y morado, la concentración de las velocidadesmás altas en la parte central de la geometría en cuestión. Fuente: Propia.

paredes finales de la geometría de la Cámara de Pruebas, obedece a un 14.61%, si

se toman en cuenta el promedio de las velocidades incluidas sobre la parte central

del eje de flujo (del punto 1/8 de L hasta el de 7/8 de L), y el promedio de las

velocidades de los puntos en los extremos del mismo (puntos de medición 0 y 1), con

una desviación estándar general presente en todas las medidas este eje de 0.37.





condiciones de flujo estable y uniforme.









variación de solo el 2.75%.

Sobre el comportamiento del

flujo de aire observado sobre

los ejes laterales (Derecho e Izquierdo) de la Cámara de Prueba, se hace notar la

persistencia de un perfil igual o muy similar al que se presenta sobre el eje Centro,

con su respectiva caída de velocidad del 19.07%, antes mencionada, debido a la

fricción de las paredes.

0 1/8 1/4 1/2 3/4 7/8 1Izquierdo

Centro

Derecha

Posición Vertical


Mediciones Velocidades en Salida Cámara de Pruebas. Filtro Naranja.

2.90-3.40 3.40-3.90 3.90-4.40 4.40-4.90 4.90-5.40 5.40-5.90



Figura No. 93. En esta grafica se muestran los resultados de las mediciones en el extremo de la Cámara de Pruebas, con la Pantalla No.4(Roja). Se puede apreciar que en la posición central de la Cámara, aun con las variaciones de velocidades presentes en los puntos de medición1/8 y 1/4, existen condiciones de velocidad de flujo uniforme similares a las del Experimento No.1. Fuente: Propia.

18.2.5. Pantalla Roja Eje Centro: En la Figura No. 93,

podemos observar que

sobre el Eje Central se


más altas del flujo de aire

con esta pantalla. Estas



4.40 m/seg., como


en el extremo superior (0);


velocidad máxima de la

sección, presente sobre el punto de medición de 3/4 del Área de Paso. El promedio

general de velocidad en éste eje central es de 5.36 m/seg. La caída en la velocidad,

debido a la fricción que se presenta entre el flujo y las paredes de la geometría de la

Cámara de Pruebas, obedece a un 13.98%, si se toman en cuenta el promedio de

las velocidades incluidas sobre la parte central del eje de flujo (del punto 1/8 de L

hasta el de 7/8 de L), y el promedio de las velocidades de los puntos en los extremos

del mismo (puntos de medición 0 y 1). La desviación estándar general presente en

todas las medidas este eje tiene un valor de 0.53.

Sin considerar los extremos (de 0 a 1/8 y 7/8 a 1), donde de presenta la fricción entre

el flujo de aire y las paredes del túnel, y solo se analiza la parte que comprenden los

puntos de medición que van desde 1/8 hasta 7/8 (Área de Diseño), podemos

observar que el flujo presenta una cierta estabilidad, aun con la perturbación

presente en los puntos de medición 1/8 y 1/4. El comportamiento del flujo en esta

Área de Diseño presenta un promedio de velocidades de 5.58 m/seg., una desviación

Mediciones Velocidades en Salida Cámara de Pruebas. Filtro Rojo.

4.45

4.95

4.45

4.70

4.55

3.15

4.45

5.20

5.805.90

5.80

5.30

5.10

4.40

3.90

4.354.45

4.304.20

3.95

3.25

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

Posición Vertical

Vel

ocid

ad A

ire

(m/s

e


Izquierdo 3.15 4.55 4.45 4.70 4.45 4.95 4.45

Centro 4.40 5.10 5.30 5.80 5.90 5.80 5.20

Derecha 3.25 3.95 4.20 4.30 4.45 4.35 3.90

0 1/8 1/4 1/2 3/4 7/8 1



139

Tabla No. 10. Donde se muestran los valores de las mediciones realizadas en el extremo final de la Cámara dePruebas con la Pantalla Roja, y las relaciones entre ellas.En color amarillo sobre el eje Centro se encuentra ladenominada Área de Diseño. Fuente: Propia.

estándar de 0.36, menor a la presentada en la totalidad del eje, y un promedio de

variación considerable, del 6.39%.

Las velocidades arrojadas por el presente experimento siguen sin corresponder al

rango proyectado en el diseño.




Tabla No.10.

Eje Izquierdo: Como se observa en la Tabla No.10,

sobre el Eje Izquierdo se presenta el

rango de velocidades medias con

esta pantalla. Estas velocidades

fluctúan dentro de un rango que va de

los 3.15 m/seg., como velocidad


superior (0); hasta los 4.95 m/seg.,

como velocidad máxima, del eje,

presente sobre el punto de medición

7/8 del Área de Paso. El promedio

general de velocidad en éste eje









Posición Vertical

Prom. Velocidad Area Diseño

4.48%4.57% 6.39%

1/8 a 7/8 LongitudinalDesviación Estándar

Area de Diseño

4.62 5.58 4.25

0.21 0.190.36



7/81


1/81/41/23/4

Tabla No. 10. Medición Velocidades en Cámara de PruebasVentilador No.1 (Pantalla Roja).

0

Posicion Horizontal


(Promedio Extremos/Centro) 17.75% 13.98% 15.88%



Debido a la ubicación de los ejes laterales (Derecho e Izquierdo), se observa una


caída de velocidades del 21.20% existente entre los estos ejes y el eje Centro.





comportamiento estable y con cierta uniformidad.






velocidades mas bajas de

esta pantalla. Estas








presente sobre el punto de

medición 3/4 del Área de Paso. El promedio general de velocidad en éste eje




Figura No. 94. Donde se observa el perfil tridimensional que genera ladistribución flujo de aire en el extremo final de la Cámara de Pruebas,con la Pantalla No.4 (Roja). Nótese que aun existe cierta uniformidaden la parte baja del eje central de esta sección de estudio. Fuente: Propia.

0 1/81/4

1/2 3/47/8 1

Izquierdo

Centro

Derecha2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00



Distribución Tridimensional de Velocidades en Salida Cámara de Prueba.

Filtro Rojo.

2.50-3.00 3.00-3.50 3.50-4.00 4.00-4.50 4.50-5.00 5.00-5.50 5.50-6.00



141

Figura No.95. Grafica que muestra la superficie bidimensional que genera la distribución de velocidades en la totalidad de la geometría establecida de la Cámara de Pruebas, con la Pantalla No. 4 (Roja). Se aprecia en color azul y rosa, la concentración de las velocidades más altas en la parte central de la geometría en cuestión. Fuente: Propia.

0 1/8 1/4 1/2 3/4 7/8 1Izquierdo

Centro

Derecha

Posición Vertical


Mediciones Velocidades en Salida Cámara de Pruebas. Filtro Rojo.

2.50-3.00 3.00-3.50 3.50-4.00 4.00-4.50 4.50-5.00 5.00-5.50 5.50-6.00









condiciones de flujo estable y con cierta uniformidad.







caída de velocidad del 21.20%, antes mencionada, debido a la fricción de las

paredes.



18.2.6. Conclusiones Experimento No.2 Después de analizar los datos que arrojó el presente experimento se pudo observar

una notable variación entre los perfiles (bidimensional y tridimensional) que

generaron las distribuciones de velocidades en la geometría de la Cámara de

Pruebas con las distintas pantallas utilizadas. Por lo que se volvió a revisar desde

sus inicios los elementos utilizados para el mismo, descubriendo, en el molde de 3 de

las 4 pantallas (Amarilla, Naranja y Roja), errores en el trazo de los huecos de los

tornillos de fijación, lo que ocasionaron un desfase en el sentido longitudinal del área

de paso del ventilador centrifugo, ocasionando esta desigual distribución de las

velocidades en general, hacia el extremo inferior de la Cámara de Prueba. Se puede

observar en la Figura No. 96, como los moldes utilizados antes de su uso, coinciden

de acuerdo a las medidas de diseño, por eso se concluye, aunados a los resultados

provenientes de la prueba con la Pantalla No.1 (Azul), que esta es la razón por la que

se presenta este comportamiento, excluyendo la posibilidad de algún defecto en la

geometría general del Túnel de Viento. Aunque el objetivo de este experimento era

mas bien el de comprobar si podría existir un incremento en la velocidad del flujo al

interior del Túnel de Viento, se vió la conveniencia de aclarar este error.

Sin embargo el dato mas relevante observado en

esta experimentación tiene que ver con la presencia

del porcentaje de variación de velocidad en el Área

de Diseño sobre el Eje Central mas bajo hasta la

presente experimentación (0.92%). Ver Tabla No. 7.

Aunque el resultado en cuestión me sorprendió en un

principio, resultaría lógico hasta cierto punto pensar

que, si bien la pantalla utilizada disminuye el Área de

Paso del ventilador, de igual forma estaría

reduciendo proporcionalmente, los límites laterales

del Área de Diseño. Y el flujo así, estaría en el justo

medio, en el que quedaría libre, o casi libre de

Figura No. 96. Que muestra lacoincidencia en las Áreas de Pasodecrecientes de diseño en las pantallasutilizadas, antes de la perforación de loshuecos de los tornillos en las piezasAmarilla, Naranja y Roja. Fuente: Propia.



143

cualquier turbulencia ó perturbación ocasionada por las fricciones laterales de las

paredes. Lo que nos llevaría a pensar que mediante la captura de datos de velocidad

con mas puntos de medición, mas cercanos entre si, se podría determinar la relación

que existe entre la disminución del Área de Paso y los limites exactos del Área de

Diseño de una Cámara de Prueba. Sin embargo este tema seria motivo de otra

investigación.

Con respecto a posibilidad de obtener mayores velocidades con el ventilador

centrifugo propuesto desde el diseño inicial, se observó que, contrario a la hipótesis

que se sostuvo para la realización de este experimento, las velocidades mas altas se

alcanzaron mediante la utilización de la pantalla cuya Área de Paso era mas amplia

(Pantalla No.1, Azul), durante el desarrollo de esta experimentación se estuvo atento

al comportamiento del ventilador en cuestión, y se pudo constatar que, aunque en

efecto, la velocidad de giro de los alabes muestra un incremento conforme el Área de

Paso es menor; el ventilador tiende a mantener un gasto constante, y por ende una

velocidad constante al interior del Túnel de Viento. La velocidad mas alta (6.00

m/seg.), registrada para este experimento se presentó, como se mencionó

anteriormente con el uso de la Pantalla No.1, color Azul, en los puntos de medición

1/2, 3/4 y 7/8 de L, siendo L la longitud de la sección en sentido del trazo de los Ejes

establecidos.

Demostrada la falta de capacidad del ventilador centrifugo escogido para generar las

velocidades de flujo necesarias para la experimentación de modelos, como mas

adelante se abordará, se optó por diseñar un segundo ventilador centrífugo de

velocidad variable, que fuera capaz de cumplir con las características de diseño y el

rango de velocidades esperado.

19. Discusión sobre el Análisis Dimensional sobre los Modelos. La teórica matemática y los datos experimentales han desarrollado soluciones

prácticas para muchos de los problemas hidráulicos. La aplicación del análisis

dimensional y la similitud hidráulica permiten organizar y simplificar los experimentos

y analizar los resultados consecuentes.



a) Análisis Dimensional. El análisis dimensional son las matemáticas de las dimensiones de las cantidades y

es otra útil herramienta de la moderna mecánica de fluidos. En una ecuación que

expresa la relación física entre cantidades, la absoluta igualdad numérica y

dimensional, debe existir. En general todas las relaciones físicas pueden ser

reducidas a cantidades fundamentales de Fuerza (F), Longitud (l) y Tiempo (T), ó

Masa (M), Longitud (L) y Tiempo (T)). Las aplicaciones incluyen, (1) convertir un

sistema de unidades en otro, (2) desarrollar ecuaciones, (3) reducir el número de

variables requeridas en un programa experimental, y (4) establecer principios en el

diseño de modelos.

b) Modelos Hidráulicos. Los modelos hidráulicos en general, pueden ser modelos reales ó modelos

deformados. Los modelos reales poseen todas las características significativas del

prototipo reproducidas a escala (geométricamente similares) y satisfacen

restricciones de diseño (similitud cinemática y dinámica). La comparación entre

modelo y prototipo han mostrado claramente que la correspondencia en

comportamiento es seguido por debajo de las limitaciones esperadas, como lo

constatan exitosas operaciones en muchas estructuras diseñadas a partir de pruebas

en modelos.

(1) rp

mradio

prototipo

elo LLL

LLL

=≈=mod

(2) 22

2

2modmod

radioradioprototipo

elo

prototipo

elo LLLL

AA

===

c) Similitud Cinemática. La similitud cinemática existe entre el modelo y el prototipo (1) si, los trayectos de

partículas homologas en movimiento son geométricamente similares y (2) si los

radios de las velocidades de partículas homologas en movimiento son iguales. Una

serie de útiles radios se muestran a continuación:



145

Velocidad r

r

p

m

p

m

pp

mm

p

m

TL

TT

LL

TLTL

VV

=÷==//

(3)

Aceleración 22

2

2

2

//

r

r

p

m

p

m

pp

mm

p

m

TL

TT

LL

TLTL

=÷==αα

(4)

Descarga r

r

p

m

p

m

pp

mm

p

m

TL

TT

LL

TLTL

QQ 3

3

3

3

3

//

=÷== (5)

De acuerdo a los estudios de escala realizados podemos establecer:

Tomando:

Puesto que mediremos en unidades de tiempo real, nos queda:

Esta formula es muy conveniente para el factor de escala buscado y se puede

incrementar la utilidad si logramos establecer una gama de relaciones de longitudes,

por ejemplo: las escalas comprendidas entre 1/10 a 1/50; y además estudiaría el

comportamiento del modelo, si suponemos velocidades del prototipo comprendidas

entre los 5 a 50 km/hora. Con tal filosofía se diseñó éste Túnel de Viento, y por ende

se opta por diseñar para este fin, un nuevo Ventilador Centrífugo.

20. Rediseño del Ventilador Para realización de este ventilador se tomo como base diseño del cascaron ó

armazón exterior del que denominaremos desde ahora el Ventilador No.1.

p

r

p

m

p

m

p

m

TL

TT

LL

VV

=÷=

r

mpprmr

p

m

LV

VVLVLVV

=∴×=∴=

1==p

mp T

TT



Teniendo esto como antecedente, se procedió a tomar las medidas interiores y

exteriores, y se determinaron relaciones dimensionales base para el Ventilador No.2.

Como se menciono anteriormente, se requiere que este Ventilador No.2 posea un

motor más potente y de velocidad variable, que pueda ser controlada exteriormente

de forma manual.

Con este fin se opto por incluir como base de diseño un motor de 1/12 de caballo de

fuerza de 3 velocidades, al cual se le adapto un rotor de 6 pulgadas de ancho (2

pulgadas mas ancho que en el Ventilador No.1), y 22.86 cms de diámetro (7.62 cms

mayor), con alabes curvos.

Con base a estos parámetros de diseño y a la geometría resultante de una Espiral

Logarítmica (Ver Tabla No. 11), se definieron las dimensiones finales del armazón

exterior del Ventilador en cuestión, así como sus características finales. Ver Figura

No. 97, Anexos No. 92 al 95 y Tabla No.11.

Figura No.97. Que muestra las características físicas del Ventilador No.2. Se puede observar que, debido a lasdimensiones del motor escogido y el futuro sistema de operación, se opto por colocar el motor por la parte exteriordel armazón. Fuente: Propia.



147

Figura No. 98. Croquis de la nueva distribución de los puntos de medición sobre la brida de salida de la Cámara de Prueba y los límites del Área de Diseño en cuestión. Fuente: Propia.

Nuevos Puntos de Medición.Brida de union con Camara de Pruebas.

0L/16

Izqu

ierd

o

Der

echo

Cen

tro

L/8

L/4

3L/8

L/2

1

0L/16L/8

L/4

3L/8

L/2

115L/167L/8

6L/8

5L/8

Area de Diseño

15L/167L/8

6L/8

5L/8

21. Prueba y Calibración del Túnel de Viento con el Ventilador No.2 21.1. Experimento No.3 21.1.1. Metodología Con la finalidad de que los resultados obtenidos de este experimento contengan los

parámetros de comparación similares a los obtenidos del Experimento No.1 y 2, se

determina la utilización del mismo sistema metodológico. Sin embargo, previendo

comportamientos del flujo similares en los extremos laterales de la sección de la

Cámara de Pruebas, se varió la distribución de los puntos de medición en el sentido

vertical, con el fin de obtener datos más precisos del comportamiento resultante de la

fricción del flujo sobre las paredes de la geometría en cuestión. La Figura No. 98

muestra la distribución de estos puntos, ahora, mas concentrados en los extremos

de la sección de estudio.



Medición Velocidades en Salida Cámara de Pruebas. Sin Pantallas.Ventilador No.2. Velocidad Baja.

4.55

5.605.605.605.70

5.405.405.305.50

4.05

4.35

5.30

6.306.30

6.606.806.906.906.80

5.20

7.00 7.00

4.30

5.20

5.505.50

5.205.105.205.00

5.30

4.35

5.20

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50

7.00

7.50


Velo

cida

d Ai

re (m

/s

Izquierda Centro Derecha

Izquierda 4.05 4.35 5.50 5.30 5.40 5.40 5.70 5.60 5.60 5.60 4.55

Centro 5.20 7.00 7.00 6.80 6.90 6.90 6.80 6.60 6.30 6.30 5.30

Derecha 4.35 5.20 5.30 5.00 5.20 5.10 5.20 5.50 5.50 5.20 4.30

0 L / 16 L / 8 L / 4 3L / 8 L / 2 5L / 8 6L / 8 7L / 8 15L / 16 1

Figura No.99. En esta grafica se muestran los resultados de lasmediciones en el extremo de la Cámara de Pruebas. Se puede apreciarque existen condiciones de velocidad de flujo uniforme, en casi toda elÁrea de Diseño central. Fuente: Propia.

El desarrollo de este experimento se realizara en 3 etapas, las cuales obedecen a las

3 distintas velocidades de flujo de aire, que posee el Ventilador No.2. 21.1.2. Primera Etapa. Velocidad Baja. Sin pantallas Al igual que en el Experimento No.1 y 2, la interpretación de los datos se realizará,

posicionados sobre los ejes anteriormente establecidos de manera horizontal

(Izquierdo, Derecho y Centro), para la Cámara de Pruebas. Con el mismo fin se

establece, lo que denominaremos de aquí en adelante, el Área de Diseño ó de

Experimentación, es decir, el área de la sección de estudio que se encuentre lo

suficientemente alejada de la fricción que se produce por el roce del aire ó flujo con

las paredes de la geometría. Para éste caso (Cámara de Pruebas), ésta Área de Diseño estará comprendida entre los puntos L/16 hasta el punto 15L/16 del Eje

Centro.

Eje Centro: En la Figura No. 99,


el Eje Central se concentran

las velocidades más altas del

flujo de aire al interior del

Túnel de Viento. Estas








sección y del experimento, presente sobre los puntos de medición L/16 y L/8 del Área

de Paso. El promedio general de velocidad en éste eje central es de 6.46 m/seg. La




149

Tabla No. 12. Donde se muestran los valores de las mediciones realizadas en el extremo final de la Cámara dePruebas con el Ventilador No.2, en velocidad baja, y lasrelaciones entre ellas. En color amarillo sobre el eje Centro seencuentra la denominada Área de Diseño. Fuente: Propia.



(del punto L/16 hasta el de 15L/16), y el promedio de las velocidades de los puntos

en los extremos del mismo (puntos de medición 0 y 1). La desviación estándar

general presente en todas las medidas este eje tiene un valor de 0.65.


L/16 y 15L/16 a 1), donde de

presenta la fricción entre el flujo de

aire y las paredes del túnel, y solo

se analiza la parte que comprenden

los puntos de medición que van

desde L/16 hasta 15L/16 (Área de

Diseño), podemos observar que el

flujo presenta un comportamiento

estable y con cierta uniformidad. El

comportamiento del flujo en esta

Área de Diseño presenta un

promedio de velocidades de 6.73

m/seg., una desviación estándar de

0.27, menor a la presentada en la

totalidad del eje, y un promedio de variación de 4.07%.



mayores detalles sobre las graficas y tablas, consultar los Anexos No. 83, 84, 85 y

Tabla No.12.

Eje Izquierdo: Como se observa en la Tabla No.12, sobre el Eje Izquierdo se presenta el rango de

velocidades medias del experimento. Estas velocidades fluctúan dentro de un rango

que va de los 4.05 m/seg., como velocidad mínima, presente en el extremo superior

Izquierdo Centro Derecho4.05 5.20 4.354.35 7.00 5.205.50 7.00 5.305.30 6.80 5.005.40 6.90 5.205.40 6.90 5.105.70 6.80 5.205.60 6.60 5.505.60 6.30 5.505.60 6.30 5.204.55 5.30 4.305.19 6.46 5.080.58 0.65 0.40


7.57% 4.07% 3.18%

0.41 0.27 0.17Desviación EstándarArea de Diseño

Prom. Velocidad Area Diseño1/8 a 7/8 Longitudinal 5.38 6.73 5.24


0

6L / 8

Tabla No. 12. Medición Velocidades en Cámara de PruebasVentilador No.2 Velocidad Baja. (Sin Pantallas).

L / 16L / 8L / 4

3L / 8L / 2

5L / 8


7L / 815L / 16

1





(0); hasta los 5.70 m/seg., como velocidad máxima, del eje, presente sobre el punto

de medición 5L/8 del Área de Paso. El promedio general de velocidad en éste eje




velocidades incluidas sobre la parte central del eje de flujo (del punto L/16 hasta el de

15L/16), y el promedio de las velocidades de los puntos en los extremos del mismo

(puntos de medición 0 y 1), con una desviación estándar general presente en todas

las medidas este eje de 0.58.

Es lógico pensar que debido

a la ubicación de los ejes

laterales (Derecho e

Izquierdo), se observara una

mayor fricción del flujo sobre

las paredes de la geometría

del túnel, lo que explica la

caída de velocidades del

20.60% existente entre los

estos ejes y el eje Centro.


que se realizo sobre el eje

central, y sin considerar los

extremos (de 0 a L/16 y 15L/16 a 1), donde de presenta la fricción lateral entre el flujo


de medición que van desde L/16 hasta 15L/16, podemos observar que el flujo

presenta una variabilidad de velocidades alta.



Figura No. 100. Donde se observa el perfil tridimensional que genera ladistribución flujo de aire en el extremo final de la Cámara de Pruebas.Nótese la uniformidad existente en la sección central de esta secciónde estudio y la perturbación presente sobre el eje central en el punto demedición en L/8. Fuente: Propia.

0 L / 16L / 8 L / 4

3L / 8 L / 25L / 8

6L / 87L / 8

15L /16 1

Izquierda

Centro

Derecha

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50

7.00

7.50


Posición HorizontalPosición Vertical

Distribución Tridimensional de Velocidades en Salida Cámara de Pruebas. Sin Pantallas.Ventilador No.2. Velocidad Baja.

3.50-4.00 4.00-4.50 4.50-5.00 5.00-5.50 5.50-6.00 6.00-6.50 6.50-7.00 7.00-7.50



151

Figura No.101. Grafica que muestra la superficie bidimensional que generala distribución de velocidades en la totalidad de la geometría establecida de la Cámara de Pruebas, con este ventilador No.2. Se aprecia en color rosa yazul, la concentración de las velocidades más altas en la parte central de lageometría en cuestión. Fuente: Propia.

presentada en la totalidad del eje, con el promedio de variación mas alto del

experimento de 7.57%.



m/seg., como velocidad mínima, presente en el extremo inferior (1); hasta los 5.50

m/seg., como velocidad máxima, del eje, presente sobre los puntos de medición 6L/8

y 7L/8 del Área de Paso. El promedio general de velocidad en éste eje izquierdo es

de 5.08 m/seg. La caída en la velocidad, debido a la fricción que se presenta entre el

flujo y las paredes finales de la geometría de la Cámara de Pruebas, obedece a un

17.53%, si se toman en cuenta el promedio de las velocidades incluidas sobre la

parte central del eje de flujo (del punto L/16 hasta el de 15L/16), y el promedio de las



Repitiendo el mismo

análisis que se realizo

sobre los ejes anteriores,

y sin considerar los

extremos (de 0 a L/16 y

15L/16 a 1), donde de

presenta la fricción lateral

entre el flujo de aire y las

paredes del túnel, y solo

se analiza la parte que

comprenden los puntos de medición que van desde L/16 hasta 15L/16, podemos

observar que se conservan condiciones de flujo estable y con cierta uniformidad.



0 L / 16 L / 8 L / 4 3L / 8 L / 2 5L / 8 6L / 8 7L / 8 15L / 16 1Izquierda

Centro

Derecha


Posición Vertical

Medición Velocidades en Salida Cámara de Pruebas. Sin Pantallas.Ventilador No.2. Velocidad Baja.

3.50-4.00 4.00-4.50 4.50-5.00 5.00-5.50 5.50-6.00 6.00-6.50 6.50-7.00 7.00-7.50




Medición Velocidades en Salida Cámara de Prueba. Sin Pantallas.Ventilador No.2. Velocidad Media.

7.00

8.30

7.10

5.10

7.10

6.70

6.90

7.10

5.50

7.00

6.90 6.80

7.106.80

7.20

8.408.40

7.10

8.60 8.008.70 8.70 8.60

5.40

7.00

6.80

6.40

5.20

6.00

7.107.30

6.80

7.10

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50

7.00

7.50

8.00

8.50

9.00


Velo

cida

d A

ire (m

/s


Izquierda 5.50 7.00 6.90 6.80 7.10 7.10 6.90 6.70 7.00 7.10 5.10

Centro 7.10 8.60 8.00 8.70 8.70 8.60 8.40 8.40 8.30 7.20 6.80

Derecha 5.20 6.00 7.10 7.30 6.80 7.10 6.40 6.80 7.10 7.00 5.40

0 L / 16 L / 8 L / 4 3L / 8 L / 2 5L / 8 6L / 8 7L / 8 15L / 16 1


de solo el 3.18%.





paredes.

21.1.3. Segunda Etapa. Velocidad Media. Sin pantallas Eje Centro: En la Figura No. 102,

podemos observar que es

sobre el Eje Central donde se


más altas del flujo de aire.


dentro de un rango que va de



en el extremo inferior (1);



sección y del experimento, presente sobre los puntos de medición L/4 y 3L/8 del Área

de Paso. El promedio general de velocidad en éste eje central es de 8.07 m/seg. La









153

Tabla No. 13. Donde se muestran los valores de las mediciones realizadas en el extremo final de la Cámara de Pruebas con elVentilador No.2, en velocidad Media, y las relaciones entre ellas.En color amarillo sobre el eje Centro se encuentra la denominadaÁrea de Diseño. Fuente: Propia.


% Caída Velocidad por Eje(Promedio Extremos/Centro)

5.72% 5.98%

23.80% 16.49%


22.56%

3L / 8L / 2

Ventilador No.2 Velocidad Media. (Sin Pantallas).

0L / 16

2.05%


5L / 86L / 87L / 8

15L / 161

L / 8L / 4

Tabla No. 13. Medición Velocidades en Cámara de Pruebas

(Promedio Extremos/Centro)% Caída Vel. Area de Diseño 17.44%(Prom.Extremos/Centro) 1/2

Desviación Estándar1/8 a 7/8 Longitudinal

Area de Diseño

% Caída Velocidad General 18.13%

6.84

0.14 0.48 0.41

6.96 8.32Prom. Velocidad Area Diseño


Sin considerar los extremos (de 0 a L/16 y 15L/16 a 1), donde de presenta la fricción

entre el flujo de aire y las paredes del túnel, y solo se analiza la parte que

comprenden los puntos de medición que van desde L/16 hasta 15L/16 (Área de

Diseño), podemos observar que el flujo presenta un comportamiento estable y con

cierta uniformidad. El comportamiento del flujo en esta Área de Diseño presenta un

promedio de velocidades de 8.32 m/seg., una desviación estándar de 0.48, menor a

la presentada en la totalidad del eje, y un promedio de variación de 5.72%.




Tabla No.13.


No.13, sobre el Eje Izquierdo se

presenta el rango de velocidades

medias de este experimento.


dentro de un rango que va de los



inferior (1); hasta los 7.10

m/seg., como velocidad máxima,

del eje, presente sobre los

puntos de medición 3L/8, L/2 y

15L/16 del Área de Paso. El

promedio general de velocidad

en éste eje izquierdo es de 6.65

m/seg. La caída en la velocidad, debido a la fricción que se presenta entre el flujo y

las paredes finales de la geometría de la Cámara de Pruebas, obedece a un 23.80%,



si se toman en cuenta el promedio de las velocidades incluidas sobre la parte central

del eje de flujo (del punto L/16 hasta el de 15L/16), y el promedio de las velocidades

de los puntos en los extremos del mismo (puntos de medición 0 y 1), con una

desviación estándar general presente en todas las medidas este eje de 0.69.

Es lógico pensar que debido a la ubicación de los ejes laterales (Derecho e

Izquierdo), se observara una mayor fricción del flujo sobre las paredes de la

geometría del túnel, lo que explica la caída de velocidades del 18.13% existente

entre los estos ejes y el eje Centro. Repitiendo el mismo análisis que se realizo sobre

el eje central, y sin considerar los extremos (de 0 a L/16 y 15L/16 a 1), donde de

presenta la fricción lateral entre el flujo de aire y las paredes del túnel, y solo se

analiza la parte que comprenden los puntos de medición que van desde L/16 hasta

15L/16, podemos observar que el flujo presenta un comportamiento estable y

uniforme.









variación de 2.05%.



velocidades mas bajas de este experimento. Estas velocidades fluctúan dentro de un

rango que va de los 5.20 m/seg., como velocidad mínima, presente en el extremo

superior (0); hasta los 7.30 m/seg., como velocidad máxima, del eje, presente sobre

el punto de medición L/4 del Área de Paso. El promedio general de velocidad en éste

Figura No. 103. Donde se observa el perfil tridimensional que genera ladistribución flujo de aire en el extremo final de la Cámara de Pruebas.Nótese la uniformidad existente en la sección central de esta secciónde estudio y la perturbación presente sobre el eje central en el punto demedición en L/8. Fuente: Propia.

0 L / 16 L / 8L / 4 3L / 8

L / 2 5L / 86L / 8

7L / 8 15L /16

1Izquierda

Centro

Derecha

4.004.505.00

5.50

6.00

6.50

7.00

7.50

8.00

8.50

9.00



Distribución Tridimensional de Velocidades en Salida Cámara de Prueba. Sin Pantallas.Ventilador No.2. Velocidad Media.

4.00-4.50 4.50-5.00 5.00-5.50 5.50-6.00 6.00-6.50 6.50-7.00 7.00-7.50 7.50-8.00 8.00-8.50 8.50-9.00



155

Figura No.104. Grafica que muestra la superficie bidimensional quegenera la distribución de velocidades en la totalidad de la geometríaestablecida de la Cámara de Pruebas, con este ventilador No.2. Seaprecia en color rosa y azul, la concentración de las velocidades másaltas en la parte central de la geometría en cuestión. Fuente: Propia.

eje izquierdo es de 6.56 m/seg. La caída en la velocidad, debido a la fricción que se



velocidades incluidas sobre la parte central del eje de flujo (del punto L/16 hasta el de

15L/16), y el promedio de las velocidades de los puntos en los extremos del mismo

(puntos de medición 0 y 1), con una desviación estándar general presente en todas

las medidas este eje de 0.73.


que se realizo sobre los ejes

anteriores, y sin considerar

los extremos (de 0 a L/16 y

15L/16 a 1), donde de

presenta la fricción lateral

entre el flujo de aire y las

paredes del túnel, y solo se

analiza la parte que

comprenden los puntos de

medición que van desde L/16

hasta 15L/16, podemos observar que se conservan condiciones de flujo estable y

con cierta uniformidad.




de solo el 5.98%.





paredes.


Centro

Derecha


Posición Vertical

Medición Velocidades en Salida Cámara de Prueba. Sin Pantallas.Ventilador No.2. Velocidad Media.

4.00-4.50 4.50-5.00 5.00-5.50 5.50-6.00 6.00-6.506.50-7.00 7.00-7.50 7.50-8.00 8.00-8.50 8.50-9.00



Figura No. 106. Que muestra elpunto de medición en el que seposicionaron los 2anemómetros para la toma delos 39 pares de lecturas.Fuente: Propia.

21.1.4. Calibración de Anemómetros Utilizados Como se mencionó en el Experimento No.1, el equipo

utilizado para estas mediciones ha sido un anemómetro

digital de hilo (Marca TSI Modelo 8340 Velocicheck), ver

Figura No.71, el cual posee un rango de captura que oscila

entre los 0.1 m/seg. y 10.20 m/seg., por lo que, previendo

que se presenten velocidades mayores a las que se

manifestaron en los anteriores experimentos, se hizo

necesario buscar otro tipo de anemómetro que tuviera un

rango mas amplio de lecturas.

Haciendo uso de los recursos disponibles en la Universidad

de Colima se escogió un Anemómetro digital de veleta Marca

Skywatch (Ver Figura No.105), éste aparato es utilizado para

la lectura de velocidades del viento en deportes acuáticos

como el Windsurf. Debido a que este aparato no fue diseñado para éste tipo de

experimentaciones, se desconoce exactamente el rango de velocidades con el cual

oscila, sin embargo, como lo veremos a continuación, este rango bastó para el uso

requerido.

Con la finalidad de encontrar una correlación existente

entre las velocidades de ambos anemómetros, y lograr así

la calibración necesaria para estas experimentaciones, se

realizó una serie de mediciones en un solo punto (punto de

medición 1/2 de L sobre el eje Centro), de la Brida de

Salida de la Cámara de Pruebas (Ver Figura No. 106), con

la velocidad Media del Ventilador No.2.

Esta prueba se realizó tomando una serie de 39 pares de

mediciones, colocando los anemómetros y tomando la

lectura en el punto de medición antes establecido, en

intervalos de 5 segundos de duración en el flujo,

Figura No. 105. Que muestra el anemómetroMarcas Skywatch, utilizadopara las mediciones develocidad del flujo en laTercera Etapa delExperimento No.3. Fuente: Propia.



157

Correlación Velocidades Anemómetros Utilizados.y = 0.5014x + 5.0997

R2 = 0.2453

9.30

9.40

9.50

9.60

9.70

9.80

9.90

10.00

10.10

10.20

8.70 8.80 8.90 9.00 9.10 9.20 9.30 9.40 9.50 9.60 9.70

Anemometro Digital

Anem

omet

ro P

ale

Serie1 Lineal (Serie1)

intercalando cada uno. Para consultar los resultados derivados de estas mediciones

se debe de consultar la Tabla No. 14. Estos resultados se concentraron en una

Grafica de Dispersión para encontrar así, la línea de tendencia y la formula que las

correlacionara.

Como se muestra en la Tabla No. 15, éste procedimiento arrojó una correlación entre

los datos muy baja, o casi nula, apenas de 0.2453, no suficiente para ser aplicada.

Con base a estos resultados se optó por buscar otro tipo de relación existente entre

las velocidades captadas por ambos anemómetros. Paso siguiente, como se muestra

en la Tabla No.16, se elaboró el promedio de velocidad de cada uno de los

anemómetros en las 39 mediciones, y se sacó el promedio de ambos.

Posteriormente se elaboró el promedio de cada par de mediciones y se obtuvo, de

igual forma, el promedio total de éstas. A lo largo de las mediciones efectuadas se

observó que por lo general el Anemómetro de Aleta (Skywatch) presentó lecturas

superiores a las captadas por el Anemómetro Digital (Velocicheck).

Tabla No. 15. Que muestra la Grafica de Dispersión aplicada a la serie de 39 pares de lecturas develocidades al final de la Cámara de Pruebas, en el punto de medición 1/2 de L. Se puede observar en estagrafica que la correlación resultante entre estos datos es muy baja, de solo 0.2453. Fuente: Propia.



Tabla No.16. Que muestra el procesamiento de datos de las 39lecturas obtenidas en esta calibración y la forma en la que se obtiene elpromedio del 5% aplicado para la Tercera Etapa del Experimento No.3.Fuente: Propia.

El resultado del procesamiento de los datos arrojo un incremento generalizado del

5% que las lecturas captadas por el anemómetro de Aleta, tienen por encima de las

captadas por el Anemómetro Digital. Establecida esta relación, se procedió a restar

No. Lectura Anem. Digital Anem. Aleta Promedio por LecturaLectura No.1 9.10 9.70 1.07Lectura No.2 9.10 9.60 1.05Lectura No.3 9.20 9.60 1.04Lectura No.4 9.00 9.60 1.07Lectura No.5 8.90 9.60 1.08Lectura No.6 9.00 9.70 1.08Lectura No.7 9.10 9.60 1.05Lectura No.8 9.20 9.60 1.04Lectura No.9 9.30 9.60 1.03Lectura No.10 9.30 9.50 1.02Lectura No.11 9.40 9.60 1.02Lectura No.12 9.40 9.90 1.05Lectura No.13 9.40 9.70 1.03Lectura No.14 9.30 9.80 1.05Lectura No.15 9.40 9.70 1.03Lectura No.16 9.40 9.70 1.03Lectura No.17 9.30 9.70 1.04Lectura No.18 9.40 9.70 1.03Lectura No.19 9.20 9.80 1.07Lectura No.20 9.40 9.60 1.02Lectura No.21 9.40 9.50 1.01Lectura No.22 9.40 9.80 1.04Lectura No.23 9.30 9.80 1.05Lectura No.24 9.30 9.80 1.05Lectura No.25 9.30 9.90 1.06Lectura No.26 9.30 9.80 1.05Lectura No.27 9.40 10.00 1.06Lectura No.28 9.40 9.90 1.05Lectura No.29 9.50 9.90 1.04Lectura No.30 9.40 9.80 1.04Lectura No.31 9.40 9.90 1.05Lectura No.32 9.30 9.90 1.06Lectura No.33 9.40 10.10 1.07Lectura No.34 9.40 10.10 1.07Lectura No.35 9.50 9.90 1.04Lectura No.36 9.40 9.90 1.05Lectura No.37 9.40 9.80 1.04Lectura No.38 9.40 10.00 1.06Lectura No.39 8.90 9.60 1.08

Promedios 9.30 9.76 1.05Promedio de

Promedios

Tabla No. 15. Promedio de Velocidades entre Anemómetros.

9.53 1.05



159


un 5% a las velocidades captadas por el Anemómetro de Aleta para el

procesamiento de datos, a lo largo de la Tercera Etapa del Experimento No.3.

21.1.5. Tercera Etapa. Velocidad Alta. Sin pantallas Eje Centro: En la Figura No. 107,

podemos observar que es

sobre el Eje Central donde

se concentran las

velocidades más altas del

flujo de aire. Estas



10.06 m/seg., como


en el extremo superior (0);

hasta los 12.22 m/seg.,

como velocidad máxima, de

la sección y del experimento, presente en el punto de medición 5L/8 del Área de

Paso. El promedio general de velocidad en éste eje central es de 11.50 m/seg. La







Sin considerar los extremos (de 0 a L/16 y 15L/16 a 1), donde de presenta la fricción

entre el flujo de aire y las paredes del túnel, y solo se analiza la parte que

comprenden los puntos de medición que van desde L/16 hasta 15L/16 (Área de

Diseño), podemos observar que el flujo presenta un comportamiento estable y

Medición de Velocidad en Salida de Cámara de Pruebas. Sin Pantallas. Ventilador No.2. Velocidad Alta.

7.81

10.86

11.43

10.57

10.7610.4810.4810.4810.48

10.67

9.43

10.67

12.2912.1012.2912.38

11.9011.6211.5211.43

11.81

10.19

9.05

10.29

10.8610.95

10.4810.29

9.819.9010.009.71

8.48

6.71

7.71

8.71

9.71

10.71

11.71

12.71

Posicion Vertical

Velo

cida

d A

ire (m

/s


Izquierda 9.43 10.67 10.48 10.48 10.48 10.48 10.76 10.57 10.86 11.43 7.81

Centro 10.19 11.81 11.43 11.52 11.62 11.90 12.38 12.29 12.10 12.29 10.67

Derecha 8.48 9.71 10.00 9.90 9.81 10.29 10.48 10.95 10.86 10.29 9.05

0 L / 16 L / 8 L / 4 3L / 8 L / 2 5L / 8 6L / 8 7L / 8 15L / 16 1



Tabla No. 17. Donde se muestran los valores de las mediciones realizadas en el extremo final de la Cámara de Pruebas con elVentilador No.2, en Velocidad Alta, y las relaciones entre ellas. Encolor amarillo sobre el eje Centro se encuentra la denominada Áreade Diseño. Fuente: Propia.

uniforme. El comportamiento del flujo en esta Área de Diseño presenta un promedio

de velocidades de 11.77 m/seg., una desviación estándar de 0.35, menor a la

presentada en la totalidad del eje, y un promedio de variación bajo del 2.98%.




Tabla No.17.


No.17, sobre el Eje Izquierdo

se presenta el rango de

velocidades medias de este

experimento. Estas

velocidades fluctúan dentro de

un rango que va de los 7.71

m/seg., como velocidad


extremo inferior (1); hasta los


máxima, del eje, presente

sobre el punto de medición

15L/16 del Área de Paso. El

promedio general de velocidad

en éste eje izquierdo es de

10.18 m/seg. La caída en la velocidad, debido a la fricción que se presenta entre el

flujo y las paredes finales de la geometría de la Cámara de Pruebas, obedece a un

19.36%, si se toman en cuenta el promedio de las velocidades incluidas sobre la

parte central del eje de flujo (del punto L/16 hasta el de 15L/16), y el promedio de las

Izquierdo Centro Derecho9.30 10.06 8.36

10.53 11.65 9.5910.34 11.28 9.8710.34 11.37 9.7710.34 11.47 9.6810.34 11.75 10.1510.62 12.22 10.3410.43 12.12 10.8110.71 11.94 10.7111.28 12.12 10.157.71 10.53 8.93

10.18 11.50 9.850.94 0.68 0.72

Posicion Horizontal

2.91% 2.98% 4.33%

12.93%

Area de Diseño



Porcentaje de Variación


1Velocidad Promedio

Desviación Estándar Gral por Eje

% Caída Velocidad General


Tabla No. 17. Medición Velocidades en Cámara de PruebasVentilador No.2 Velocidad Alta. (Sin Pantallas).

0

Posición Vertical

L / 16L / 8L / 43L / 8L / 25L / 86L / 87L / 8

15L / 16

19.36% 12.56% 14.55%(Promedio Extremos/Centro)



161

Figura No. 108. Donde se observa el perfil tridimensional que genera ladistribución flujo de aire en el extremo final de la Cámara de Pruebas.Nótese la uniformidad existente en la sección central de esta sección deestudio y la perturbación presente sobre el eje central en el punto demedición en L/8. Fuente: Propia.



Es lógico pensar que

debido a la ubicación de los

ejes laterales (Derecho e

Izquierdo), se observara

una mayor fricción del flujo

sobre las paredes de la

geometría del túnel, lo que

explica la caída de

velocidades del 12.93%

existente entre los estos

ejes y el eje Centro.

Repitiendo el mismo


sobre el eje central, y sin

considerar los extremos (de 0 a L/16 y 15L/16 a 1), donde de presenta la fricción

lateral entre el flujo de aire y las paredes del túnel, y solo se analiza la parte que

comprenden los puntos de medición que van desde L/16 hasta 15L/16, podemos

observar que el flujo presenta un comportamiento estable y uniforme.



presentada en la totalidad del eje, con un promedio de variación de 2.91%.



m/seg., como velocidad mínima, presente en el extremo superior (0); hasta los 10.81

m/seg., como velocidad máxima, del eje, presente sobre el punto de medición 6L/8

del Área de Paso. El promedio general de velocidad en éste eje izquierdo es de 9.85

0L / 16

L / 8L / 4

3L / 8L / 2

5L / 86L / 8

7L / 815L /16 1

Izquierda

Centro

Derecha

6.71

7.71

8.71

9.71

10.71

11.71

12.71

Posición Vertical Velocidad Aire (m/seg)

Distribución Tridimensional de Velocidades en Salida Cámara de Pruebas. Sin Pantallas.

Ventilador No.2. Velocidad Alta.

6.71-7.71 7.71-8.71 8.71-9.71 9.71-10.71 10.71-11.71 11.71-12.71



m/seg. La caída en la velocidad, debido a la fricción que se presenta entre el flujo y

las paredes finales de la geometría de la Cámara de Pruebas, obedece a un 14.55%,

si se toman en cuenta el promedio de las velocidades incluidas sobre la parte central

del eje de flujo (del punto L/16 hasta el de 15L/16), y el promedio de las velocidades

de los puntos en los extremos del mismo (puntos de medición 0 y 1), con una

desviación estándar general presente en todas las medidas este eje de 0.72.

Repitiendo el mismo


sobre los ejes anteriores, y

sin considerar los extremos

(de 0 a L/16 y 15L/16 a 1),

donde de presenta la

fricción lateral entre el flujo

de aire y las paredes del

túnel, y solo se analiza la

parte que comprenden los

puntos de medición que van desde L/16 hasta 15L/16, podemos observar que se

conservan condiciones de flujo estable y con cierta uniformidad.




de solo el 4.33%.





paredes.


Centro

Derecha

Posición Vertical


Distribución Bidimensional de Velocidades en Salida Camara de Pruebas. Sin Pantallas.


6.71-7.71 7.71-8.71 8.71-9.71 9.71-10.71 10.71-11.71 11.71-12.71

Figura No.109. Grafica que muestra la superficie bidimensional quegenera la distribución de velocidades en la totalidad de la geometría establecida de la Cámara de Pruebas, con este ventilador No.2. Seaprecia en color rosa y azul, la concentración de las velocidades másaltas en la parte central de la geometría en cuestión. Fuente: Propia.



163

21.1.6. Conclusiones Experimento No.3 Son muchos los puntos a tocar en estas conclusiones, por lo que se tratará de

abordar cada uno de ellos de acuerdo al orden en el que se fueron presentando.

En primer lugar se tratará el tema que concierne a la obtención de un mayor rango

de velocidades de experimentación al interior del Túnel de Viento, debido a la

discusión planteada con base de las Similitudes Dimensionales ó Similitudes

Cinemáticas existentes. Una vez alcanzada, y superada la velocidad de diseño inicial

(10 m/seg.), el rango de velocidades alcanzado con este Ventilador No.2 (5.10

m/seg. a 12.22 m/seg.), permite establecer el rango de escalas aplicables para las

pruebas futuras, las cuales fluctúan entre escalas de 1/10 a 1/50, con las limitaciones

físicas propias de las dimensiones de la Cámara de Prueba.

Antes de proceder al análisis sobre los resultados de uniformidad del flujo a través de

la Cámara de Prueba, es necesario hacer una aclaración sobre el comportamiento y

funcionamiento del Ventilador No.2, a lo largo de las experimentaciones. Como

podremos recordar este ventilador fue diseñado y fabricado mediante un proceso

casi artesanal que puso a prueba la inexperiencia del autor y demás ayudantes. A lo

largo de la realización de las experimentaciones en cuestión, se manifestó un ruido

proveniente de este ventilador No.2, el cual se fue incrementando en cada etapa del

experimento. Una vez terminadas las mediciones del Experimento No.4, se descubrió

una deficiencia en el plomeo de una de las paredes de la carcasa metálica del

ventilador, la cual ocasionó a su vez un desbalanceo en el sentido vertical del giro del

alabe, el cual rozaba con el cuerpo del ventilador, produciendo el ruido descrito.

Este roce explica toda una serie de perturbaciones que se presentaron, en mayor o

menor magnitud, durante cada una de las velocidades probadas. Algunas de estas

perturbaciones se observan con mayor claridad mediante la comparación de las

graficas de distribucion de velocidades de tipo tridimensional anexas en cada análisis

(Ver Figuras No. 103, 106 y 109). De igual forma la captura presencia constante de

velocidades muy bajas, fuera de contexto, en los puntos de medición 0, L/16, 15L/16

y 1 del Eje Izquierdo, Centro y posteriormente, Derecho, que explican los altos



resultados en porcentaje de variación de velocidades en el Área de Diseño,

ejemplos:

Velocidad Baja, % de variación de velocidad en el A. de Diseño: 7.57 %.

Velocidad Media, % de variación de velocidad en el A. de Diseño: 5.72 %.

Velocidad Alta, % de variación de velocidad en el A. de Diseño: 4.33 %.

Sin embargo, se pudo observar que en las 3 velocidades de prueba se mantiene un

perfil de velocidades estable y razonablemente uniforme dentro del Área de Diseño

sobre el Eje Central, con variaciones de velocidad que no sobrepasan el 6%. Lo que

nos permite aseverar que la geometría propuesta para este Túnel de Viento presenta

un buen comportamiento, y por ende el método experimental definido para encontrar

la geometría de la Cámara de Contracción, funciona dentro de ciertos límites.

22. Resultados del Sistema de Inyección de Humo y Visualización del Flujo Como se planteo en el Inciso No. 16.4.1., el sistema de inyección presenta dos

problemas básicos: el primero obedece a la generación de humo de contraste, ó

fuente generadora de humo, y el segundo tiene que ver con el sistema de inyección

hacia el interior de la Cámara de Pruebas. Para presentar los resultados de las

experimentaciones que se realizaron en estos 2 rubros, conviene hacer la aclaración

de que, el diseño de este Túnel de Viento y sus componentes estuvo siempre sujeto

a las fuertes limitaciones económicas del autor y de la institución donde se

realizaron. Existen en la actualidad maquinas ó sistemas de inyección de humo

diseñadas específicamente para este fin, sin embargo, estas resultan, en su mayoría,

muy costosas y fuera de los alcances de este trabajo. Por lo que los materiales y el

sistema de inyección, que a continuación se presenta, no pretende ser el diseño final

que se utilizaría en la operación de de éste aparato.

Conviene abordar ahora éste tema, en el mismo orden que se comento

anteriormente.



165

22.1. Fuentes generadoras de humo. Durante la elaboración del presente trabajo se experimentó con 2 materiales distintos

(copal y CO2 ó hielo seco), y una maquina generadora de humo producto de la

combustión de aceite transparente, comúnmente utilizadas en las discotecas (Ver

Figura No.68).

El copal se consigue comúnmente en forma de una piedra grisácea de varios

tamaños no mayores a 5 cms. de diámetro. Antes de la implementación de este

material a los sistemas de inyección planteados en el Inciso No. 16.4.1., mediante un

experimento sencillo se constato la calidad y cantidad del humo que este material

produce. Se colocó una de estas piedras sobre una placa metálica de 1/2 cm. de

espesor sobre la estufa, con el fin de que la combustión de este material fuera de

manera uniforme. Se colocó a fuego lento, y posteriormente se hizo la prueba con

fuego alto. Mediante estas pruebas se pudieron observar algunos inconvenientes: el

primero tiene que ver con que la cantidad de humo que se desprende de este tipo de

material, no presenta la densidad ni la coloración necesitada para que, una vez

introducido al interior de la Cámara de Pruebas, con su fondo color negro, se logre

una contrastación debida, a través de la misma y a través de los modelos a escala.

Otro de los aspectos observados fue la presencia de humo color negro debido a que

se trata de un material compuesto, la existencia de humo negro podría convertirse en

un problema serio, ya que se ha insistido en la necesidad de que el humo sea

blanco, ya que este color, opuesto al color de la película plástica colocada en el

interior de la Cámara de Prueba, es el que proporcionaría la mejor tonalidad para la

observación del fenómeno. Por ultimo se constató que la cantidad y temperatura de

combustión necesaria para la producción de las cantidades y densidad de humo que

necesitamos seria muy grande. Con base a estos factores, a partir de esta prueba se

descartó el uso de este material para el fin de contrastación que buscamos.

El denominado “hielo seco”, ó “nieve carbónica”, (Figura No. 110), se obtiene de la

siguiente forma: se comprime CO2 (anhídrido carbónico) proveniente de alguna

combustión a 60 kg/cm2 de presión hasta que queda en estado líquido, (este estado



Figura No. 110. Que muestra algunas de las distintaspresentaciones comerciales de venta (pellets, pastillaso bloques), del “hielo seco” o CO2. Fuente: www. praxair.com

se logra si la temperatura está entre -56° C y 31° C). Luego se lo libera rápidamente

sobre una superficie de corcho ó telgopor (poli estireno expandido o poli-expan), y el

CO2 se convierte en nieve carbónica. Finalmente se toma una porción de esta nieve

y se la comprime fuertemente hasta lograr bloques. El hielo seco libera CO2 en forma

de gas.

En este caso, este material se obtuvo por

medio del Centro de Investigaciones

Bioquímicas de la Universidad de

Colima, Campus Colima. El proceso de

elaboración que este centro de

investigación tiene para producir este

material carece de una sistematización

como la antes descrita, es decir, las

barras de hielo seco, producto de el

sistema del que se dispone en este lugar,

no están del todo compresas, por lo que

la barra resultante (10 x 10 x 25 cms.), se desquebraja con facilidad, y por

consiguiente la cantidad y densidad del humo que produce, aun con la

implementación de agua, resultó insuficiente. Si embargo, con el Túnel de Viento en

funcionamiento, se colocó una porción de esta barra sobre una placa metálica y se

acerco el humo a la boquilla de respiración del Ventilador No.1., debido a estas

deficiencias, no se pudo observar el humo al interior del aparato. Por lo que al igual

que el copal, se decidió descartar el uso de este material.

Otros de los inconvenientes por lo que se descartó el uso de este material fueron:

• La necesidad de manipularlo con guantes térmicos, para evitar que produzca

quemaduras en las manos.

• No se puede utilizar dentro de recipientes herméticos o de vidrio, ya que

puede estallar.



167

• No se puede utilizar en ambientes sin ventilación, dado que libera anhídrido

carbónico (el mismo gas que exhalamos al respirar).

• La falta de un proveedor local para este material, así como la corta duración

del material en estado sólido, lo que reduciría y complicaría la realización de

las experimentaciones con el Túnel de Viento.

Para la comprobación de la calidad, densidad y cantidad del humo generado por la

maquina de humo, antes mencionada, se instaló un tubo de PVC de 2” a la boquilla

de ésta y se dirigió el flujo de humo directo a la boquilla de respiración del Ventilador

No.1 con el Túnel de Viento en marcha. Se pudo observar que de los 3 materiales de

estudio, éste fue en que cumplió con los requisitos de diseño establecidos desde un

principio. Sin embargo, existen ciertas desventajas en el uso de este tipo de humo,

las cuales presentaron ciertos inconvenientes durante la realización de los

experimentos que se presentaran a continuación en el Inciso No.22.

El principal inconveniente radica en la elevada temperatura que posee este humo

una vez que sale de la maquina. Debido a que este se produce mediante la

combustión de aceite, del cual nunca se pudo averiguar sus características químicas,

al someterse a diferenciales de presión y temperatura, ya sea durante la inyección

(sistema de inyección), ó una vez introducido al interior del Túnel de Viento se

producen condensaciones, que a su vez opacan y ensucian el aparato en su

conjunto; obligando a realizar continuas limpiezas en los sistemas. De igual modo

estos diferenciales de presión y temperatura podrían ocasionar la dispersión de las

líneas de humo una vez que estas se pongan en contacto con las condiciones

ambientales del interior del Túnel de Viento.

22.2. Sistemas de Inyección de Humo Con base a los resultados obtenidos de las pruebas preliminares realizadas a los

materiales generadores de humo (copal y “hielo seco” ó CO2), se descarta a su vez,

la implementación de la primera opción de sistema de inyeccion propuesto en el

Inciso No. 16.4.1. (Ver Figura No.53 y 54), debido a la imposibilidad que existe de

generar la suficiente cantidad de calor para la combustión del copal al interior del



tanque de almacenamiento en la forma propuesta. Por otra parte, refiriéndonos a la

utilización del CO2, como material generador de humo, el sistema propuesto resulta

inconveniente debido a lo difícil que resultaría balancear las presiones interiores en el

tanque, resultantes de la emisión de anhídrido carbónico del “hielo seco”, y la

inyeccion de aire, para guiar el humo hacia la Cámara de Pruebas.

De igual forma, se descarta la utilización de la segunda propuesta de sistema de

inyeccion, con el fin de evitar dentro de lo posible grandes diferenciales de presión,

que ocasionen grandes condensaciones del humo proveniente de la maquina de

humo. Esto nos llevó a diseñar un nuevo sistema de inyeccion para este Túnel de

Viento.

El nuevo sistema de inyeccion de humo tiene 4 partes básicas: tuberías de

derivación del humo, motor propulsor del humo, tubería de concentración y

distribucion del humo, y la inyeccion.

La derivación del humo se resolvió

mediante la utilización de tubería y

conexiones de PVC hidráulico de

2” de pared gruesa, con el fin de

que soporte altas temperaturas.

Dentro de la limitantes espaciales

del lugar se procuro que el tubo

principal de humo, que parte

directamente de la boquilla de la

maquina de humo, fuera lo mas

largo posible con el fin de

disminuir un poco la temperatura

que éste tiene al salir de la

maquina. De esta forma se

conectó un tubo recto de 2 mts. de

largo, en uno de sus extremos, a la maquina de humo y por el otro, a una serie de

Figura No. 111. Que muestra las características y partesbásicas del nuevo sistema de inyeccion de humo utilizado para éste Túnel de Viento. Fuente: Propia.



169

piezas de conexión en forma de “U”, directamente hacia los 2 orificios de respiración

del motor impulsor. Ver Figura No. 111.

Basados en las propiedades y características de uniformidad del flujo que poseen

los ventiladores centrífugos, para solucionar el problema del motor impulsor, se

adaptó una vieja secadora de pelo. Este tipo de maquinas poseen, como se

mencionó anteriormente, un ventilador centrifugo de alabes curvos, como los

utilizados en los ventiladores del Túnel de Viento en cuestión, pero con doble oído de

respiración, a los cuales se les hicieron llegar por medio de codos y coples de PVC

de 2” las tuberías derivadoras del humo provenientes de la maquina de humo. El

motor de estas pistolas tiene la ventaja de tener 2 velocidades distintas, y la opción

de impulsar aire caliente ó frío. Cuando la opción de impulsar aire frío se establece

Figura No. 112. Que muestra la disposición y partes que componen las tuberías y conexiones deDerivación del Humo, el Motor Propulsor del Humo (pistola secadora de pelo), en color rojo; y el Manifold, utilizado para concentrar y distribuir el humo de manera uniforme hacia las 9 mangueras (color verde), que a su vez formaran las 9 líneas de humo al interior de la Cámara de Pruebas (Sistema de Inyeccion).Fuente: Propia.



en estos aparatos, el aire es succionado por los oídos de respiración y una vez

acelerados por el ventilador pasan directamente al tubo de salida sin pasar a través

de las resistencias, factor que beneficia la disminución de la temperatura del humo

utilizado.

El tubo de salida de aire de esta secadora de pelo esta conectada por medio un tubo

de PVC de 2” de 20 cms. de largo y un codo de 90º, del mismo diámetro, al sistema

de concentración y distribucion del humo (Manifold). Ver Figura No. 112.

El aspecto de la concentración y distribucion de humo anterior a la inyeccion a la

Cámara de Prueba se resolvió mediante la fabricación de un tipo de Manifold de PVC

de 2”, el cual tiene en su extremo superior una tapa removible del mismo material,

que tiene como función la de regular las presiones del flujo en el interior de ésta

pieza. A este manifold se le hicieron 9 orificios de 1/8” (para generar 9 líneas de

humo), con una separación de 2.5 cms entre cada una. A estos orificios se les insertó

una manguera de 1/8” de 25 cms. de largo y se sellaron, en su unión con silicón.

En el otro extremo de cada una

de las mangueras se les adaptó

un pedazo de manguera de 6

cms. de largo de 1/16” de

diámetro, las cuales se unieron y

sellaron con silicón. Estas

pequeñas mangueras (1/16”)

serán las que se inserten al

interior de la Cámara de

Pruebas, a través de la tapa del

Área de Inyección. Ver Figura

No. 113.

Figura No. 113. Que muestra el sistema de inyeccion propuesto.Del lado inferior izquierdo se observa el motor propulsor (secadora de pelo), y de forme vertical el Manifold con sus mangueras deinyeccion hacia la Cámara de Pruebas. Fuente: Propia.



171

Aunque en un principio se había planteado el uso de catéteres del No.14 para la

inyeccion, ésta opción se modifico una vez que se comprobó que se requería de un

diámetro mayor debido a las limitaciones en la potencia del motor impulsor (pistola

secadora de pelo).

22.3. Comentarios sobre la Visualización del Flujo

Con respecto al planteamiento establecido en el Inciso No.16.1., Parámetros de

Diseño, para la observación y filmación del fenómeno en el Túnel de Viento,

conviene hacer ciertas observaciones producto de las experimentaciones realizadas.

El diseñar la Cámara de Pruebas de manera que el visor de ésta estuviera de forma

perpendicular al plano de filmación, y paralelo al plano del piso, soluciona en gran

parte la eliminación de los reflejos provenientes de la iluminación cenital. Sin

embargo, no elimina los reflejos causados por la luz indirecta. Por lo que el estudio

fotográfico tuvo que realizarse en un ambiente obscurecido, y el plano fotográfico se

inclinó en el sentido horizontal de modo que se pudieran eliminar los restantes

reflejos, como se puede apreciar mediante una comparación entre las fotografías de

las Figuras No. 113 y 114.

Debido a este factor de poca visibilidad en el ambiente de trabajo, fue necesario

pensar en una forma de iluminación que permitiera la contrastación de la Cámara de

Pruebas, el Modelo a escala y las Líneas de Humo. Aunque debido a las limitaciones

económicas y de tiempo, no se logró experimentar con distintos tipos de iluminación,

se logro conseguir una lámpara con luz blanca, la cual fue colocada incidiendo,

mediante la implementación de una especie de embudo de cartón, sobre el costado

superior de la Cámara de Pruebas, y se logró así la visualización del fenómeno en

cuestión.

Convendrá entonces, seguir experimentando, ó modificando los criterios de

iluminación, con el fin de lograr la mejor calidad de imágenes durante las pruebas.



23. Experimento No.4 Éste ultimo experimento tiene como finalidad la de mostrar de manera grafica la

comprobación de la hipótesis establecida al principio de este trabajo. Para esto se

mostraran y analizarán algunas de las fotografías mas representativas, que,

mediante la inyeccion de líneas de humo al interior de la Cámara de Pruebas, se

lograron con cada uno de los ventiladores utilizados y las velocidades propias de

cada cual.

Para este fin se describe a continuación la metodología en común que se siguió par

este experimento, así como las características generales de operación del Túnel de

Viento, mediante los cuales fue posible lograr los resultados que a continuación se

muestran.

Para una vista más amplia sobre el estudio fotográfico obtenido en cada una de las

experimentaciones se deben de consultar los Anexos No. 96, 97, 98 y 99.

23.1 Metodología Una vez realizada la caracterización de las velocidades que se obtuvieron al interior

de la Cámara de Prueba, así como la total definición de las partes y funcionamiento

del sistema de inyeccion del humo para éste Túnel de Viento. La presente

metodología tendrá como fin la de describir las características operacionales del

túnel y su sistema de inyeccion, con las cuales se obtuvieron los estudios

fotográficos que a continuación se mostrarán y que comprobarán gráficamente las

afirmaciones realizadas hasta la fecha, así como la hipótesis planteada desde el

inicio de esta investigación.

Para la realización de este experimento se implemento la utilización de las rejillas de

panal (honeycombs), al interior de 3 bridas principales. La primera, localizada al

interior de la brida de unión entre el Difusor de Gran Angulo y la Cámara de

Contracción, pretende disminuir la intensidad de cualquiera de los vectores

longitudinales de turbulencia que se pudieran estar formando a los costados de la

geometría de la Cámara de Prueba (Eje Derecho e Izquierdo). Las otras dos estarán

localizadas en los extremos de entrada y de salida de la Cámara de Prueba, al



173

interior de su geometría, y tendrán como finalidad la de “laminar” el flujo de aire antes

y después de su contacto con las líneas de humo, para lograr así, ayudar a su

control, y uniformizar su dirección.

Después de una búsqueda con los proveedores locales de este tipo de material se

descubrió que no existía en el mercado el mismo tipo de rejilla de panal que

comúnmente se utilizan para este tipo de aparatos (sección hexagonal). Por lo que

se opto por utilizar una rejilla de plástico de sección cuadrada con medidas de 1 cm.

de alto x 1 cm. de ancho x 1 cm. de espesor, estas rejillas se recortaron conforme a

la medida total de la brida de las secciones en las que estaba incluida de manera que

estas se pudieran fijar y presionar por medio de las mismas bridas con los mismos

tornillos que se utilizan para su fijación, y de igual modo se realizara de un sellado

hermético mas eficaz de las mismas. Al tratar de obedecer los parámetros dictados

por R. D. Metha y P. Bradshaw48, los cuales sugieren que la profundidad de estas

rejillas debe de ser de 6 a 8 veces el diámetro de la celda utilizada, se encontró un

problema que no permitió respetar estos enunciados. Para éste caso se necesitaría

unir 8 laminas de rejilla de plástico entre si, haciéndolas coincidir perfectamente en

sus aberturas, y tornillos de 18 cms de largo con rosca corrida; los cuales no se

fabrican de manera comercial. Debido a la premura en tiempo se decidió colocar solo

4 rejillas de plástico unidas entre si, adaptándonos a la medida máxima que se

encontró en tornillos localmente (12 cms.).

La primera y mas ancha de las rejillas estará localizada, como ya se mencionó al

interior de la brida de unión entre el Difusor de Gran Angulo y la Cámara de

Contracción, una vez colocado y centrado el “sandwich” de 4 rejillas de plástico se

procedió a sellar los bordes interiores de las secciones en cuestión con cinta

selladora adhesiva de dos caras, para evitar cualquier filtración.

Las dos restantes rejillas se cortaron a la medida de 5 x 40 cms y se colocaron, como

se mencionó anteriormente en la entrada y salida de la Cámara de Prueba,

observando que las cuadriculas coincidieran entre si y centradas con las puntas de

48 Metha, R. D., Bradshaw, P. Op. Cit. 1979.



las mangueras de inyeccion del sistema. Debido a que la cuadricula de las rejillas no

coincidió del todo con las medidas establecidas en la sección de la Cámara de

Prueba, se optó por dejar la línea de cuadriculas incompletas sobre la parte inferior

de la Cámara, tratando de evitar así, turbulencias mayores.

Con base a los resultados que se observaron durante la prueba del Sistema de

Inyeccion, y el descubrimiento de la relación existente entre la velocidad de inyeccion

del humo y la velocidad de cada uno de los ventiladores, se optó por que se fuera

regulando de manera experimental la velocidad del propulsor de aire (pistola de pelo)

del Sistema de Inyeccion, para cada caso.

Sin embargo la metodología operacional base utilizada para todas las

experimentaciones que se mostraran a continuación, consistió en los siguientes

pasos:

1. Se enciende con anterioridad a la realización del experimento (20 minutos), la

maquina generadora de humo de manera que esta se encuentre lista para los

disparos.

2. Previa colocación del modelo a escala a probar, se enciende el ventilador de

prueba escogido durante un periodo de 10 minutos.

3. Se enciende la pistola de pelo del sistema de Inyeccion en la velocidad

requerida, o experimental.

4. Se coloca semiabierta la tapa superior de PVC del manifold (1/3 de sección

abierta), de modo que esto sirva para uniformizar de manera mas rápida las

presiones del humo a su interior, y se mantiene se esta forma durante el

disparo.

5. Se realiza el disparo la maquina de humo durante un periodo de 10 segundos

de duración constante, y se detiene, para evitar periodos de recarga muy

largos.

6. Una vez que se vació de humo la Cámara de Prueba se destapa el Manifold

para facilitar la dispersión del humo sobrante de manera más rápida.



175

23.2 Resultados 23.2.1. Contrastación con Líneas de Humo. Ventilador No.1. Velocidad Única.

Durante la experimentación realizada al Ventilador No.1, como observamos de

manera grafica en el Inciso No. 18.2.1., se presentó el segundo menor porcentaje de

variación de velocidades dentro del Área de Diseño (1.80%). Como se afirmó en un

principio, estas condiciones de estabilidad y uniformidad sentaron las bases para

lograr, mediante la inyeccion de humo de contraste, el trazo de las líneas a lo largo

de la Cámara de Prueba. Se observa que en el tramo comprendido entre el punto de

inyeccion de cada manguera, hasta unos 5 centímetros antes del choque de estas

líneas con el modelo a escala, se delimita perfectamente y de manera integra cada

una de las líneas de humo contenidas dentro de la denominada Área de Diseño (7

líneas centrales). Para la interpretación de esta afirmación se debe de considerar que

el diámetro de 1/16” de cada una de las mangueras resultó demasiado grande, por lo

da la impresión de un engrosamiento de la capa limite del flujo, aspecto que refutaría

esta anterior afirmación. Sin embargo, una vez que las líneas de humo entran en

Figura No. 114. Fotografía de la prueba de contrastación de líneas de humorealizada con el Ventilador No.1, en su única velocidad. Fuente: Propia.



contacto con el modelo, y se presentan, las turbulencias, los diferenciales de presión

y de velocidad, como es el caso sobre la primera parte de la cubierta del modelo, se

manifiesta en la tercera y cuarta línea este engrosamiento en cuestión.

El hecho de que la segunda línea de humo presente una ligera desviación, ya una

vez sobre la parte de arriba del modelo, y esta continúe de manera regular, con un

ligero engrosamiento de la capa limite, nos permite afirmar que el flujo que las

condiciones de estabilidad del aire y uniformidad del mismo son la base para el trazo

de líneas de contrastación de humo. Para éste caso en especial, y debido a que este

Ventilador No.1 fue el que presentó las velocidades mas bajas de todas las

experimentaciones la velocidad que se estableció en el sistema propulsor del sistema

de inyeccion (pistola de pelo), fue la mas baja 23.2.2. Contrastación con Líneas de Humo. Ventilador No.2. Velocidad Baja.

Durante la experimentación realizada al Ventilador No.2, en su velocidad baja, como

observamos de manera grafica en el Inciso No. 20.1.2., se presentó un porcentaje de

variación de velocidades dentro del Área de Diseño de 4.07%. Las condiciones de

Figura No. 115. Fotografía de la prueba de contrastación de líneas de humorealizada con el Ventilador No.2, en Baja Velocidad. Fuente: Propia.



177

estabilidad y uniformidad manifiestas, fueron suficientes para lograr, mediante la

inyeccion de humo de contraste, el trazo de las líneas a lo largo de la Cámara de

Prueba. Al igual que en el experimento anterior, pero de manera mas nítida, se

observa que en el tramo comprendido entre el punto de inyeccion de cada manguera,

hasta unos 5 centímetros antes del choque de estas líneas con el modelo a escala,

se delimita perfectamente y de manera integra cada una de las líneas de humo

contenidas dentro de la denominada Área de Diseño (7 líneas centrales).

Una vez que las líneas de humo entran en contacto con el modelo, y se presentan,

las turbulencias, los diferenciales de presión y de velocidad, como es el caso sobre la

primera parte de la cubierta del modelo, se manifiesta en la tercera y cuarta línea

este engrosamiento en cuestión. Este engrosamiento es más leve que el presentado

en el anterior experimento debido a una de las afirmaciones de R. D. Metha y P.

Bradshaw49, los cuales indican que una de las formas para controlar el

engrosamiento de la capa limite en este tipo de túneles, es mediante la aceleración

del flujo de aire.

Este hecho se puede comprobar observando de que la segunda línea de humo

presente una ligera desviación, ya una vez sobre la parte de arriba del modelo, y esta

continua de manera regular, con un ligero engrosamiento.

Para éste caso la velocidad que se estableció en el sistema propulsor del sistema de

inyeccion (pistola de pelo), fue la velocidad media.

49 Metha, R. D., Bradshaw, P. Op. Cit. 1979.



23.2.3. Contrastación con Líneas de Humo. Ventilador No.2. Velocidad Media.

Durante la experimentación realizada al Ventilador No.2, en su velocidad media,

como observamos de manera grafica en el Inciso No. 20.1.3., se presentó un

porcentaje de variación de velocidades dentro del Área de Diseño de 5.72%. Las

condiciones de estabilidad y uniformidad manifiestas, fueron suficientes para lograr,

mediante la inyeccion de humo de contraste, el trazo de las líneas a lo largo de la

Cámara de Prueba. Al igual que en el experimento anterior, pero de manera cada

vez mas nítida, se observa que en el tramo comprendido entre el punto de inyeccion

de cada manguera, hasta unos 5 centímetros antes del choque de estas líneas con el

modelo a escala, se delimita perfectamente y de manera integra cada una de las

líneas de humo contenidas dentro de la denominada Área de Diseño (7 líneas

centrales).


las turbulencias, los diferenciales de presión y de velocidad, como es el caso sobre la

primera parte de la cubierta del modelo, se manifiesta en la tercera y cuarta línea

Figura No. 116. Fotografía de la prueba de contrastación de líneas de humorealizada con el Ventilador No.2, en Velocidad Media. Fuente: Propia.



179

este engrosamiento en cuestión. Se observa que los niveles de turbulencia bajan su

perfil conforme se incrementa la velocidad.


inyeccion (pistola de pelo), fue la velocidad media.

23.2.4. Contrastación con Líneas de Humo. Ventilador No.2. Velocidad Alta.

Durante la experimentación realizada al Ventilador No.2, en su velocidad alta, como

observamos de manera grafica en el Inciso No. 20.1.5., se presentó el segundo

porcentaje de variación de velocidades mas bajo dentro del Área de Diseño de

2.98%. Las condiciones de estabilidad y uniformidad manifiestas, fueron suficientes

para lograr, mediante la inyeccion de humo de contraste, el trazo de las líneas a lo

largo de la Cámara de Prueba. Al igual que en el experimento anterior, pero de

manera mas nítida, se observa que en el tramo comprendido entre el punto de

inyeccion de cada manguera, hasta unos 5 centímetros antes del choque de estas

líneas con el modelo a escala, se delimita perfectamente y de manera integra cada

Figura No. 117. Fotografía de la prueba de contrastación de líneas de humorealizada con el Ventilador No.2, en Velocidad Alta. Fuente: Propia.



una de las líneas de humo contenidas dentro de la denominada Área de Diseño (7

líneas centrales).


bajos niveles de turbulencias, y diferenciales de presión, como es el caso sobre el

mismo punto analizado en la cubierta, se manifiesta en la tercera y cuarta línea este

ligero engrosamiento en cuestión. Este engrosamiento es cada vez más leve

conforme se aumenta la velocidad del flujo.

Este hecho se puede comprobar observando de que la segunda línea de humo

presente una ligera desviación, ya una vez sobre la parte de arriba del modelo, y esta

continua de manera regular, con un ligero engrosamiento.


inyeccion (pistola de pelo), fue la velocidad media. 24. Conclusiones Generales. Las conclusiones finales de este trabajo de investigación tendrán como fin

establecer, de manera general a lo particular los alcances y problemática observada

a lo largo del Diseño y Construcción de éste Túnel de Viento Bidimensional

Subsónico de Circuito Abierto por Inyeccion.

Si bien desde un principio se estableció como uno de los parámetros de diseño que

la definición física de este aparato partiría de una metodología experimental, ó

“diseño a ojo”. El apoyo teórico, con base a los criterios dictados por importantes

autores como R. D. Metha y P. Bradshaw50, así como T. Morel51 y J. H. Downie52,

sientan las bases del libre panorama donde el diseñador puede experimentar.

Es bien sabido que en una disciplina tan complicada, como lo es el diseño y estudio

en Túneles de Viento, se invierten grandes cantidades de dinero en investigación. El

resultado de estos factores radica principalmente en la creciente importancia que,

50 Metha, R. D., Bradshaw, P. Op. Cit. 1979. 51 Morel, T. Op. Cit. 1975. 52 Downie, J. H. Op. Cit. 1984.



181

para el moderno estilo de vida actual, tiene en una gran diversidad de productos y

bienes, la experimentación en estos aparatos tan interesantes y complejos.

Por lo tanto es lógico pensar que los secretos ó datos relevantes en cuanto a

calibraciones y nuevas metodologías de diseño, se guarden celosamente por los

diseñadores o instituciones de investigación.

El método de diseño hibrido utilizado para la creación de éste túnel de viento tiene

una limitante importante con respecto al tema antes descrito. Esta limitante radica en

la falta de un parámetro límite, que nos permita comparar la eficiencia resultante de

nuestra experimentación. Es decir, aun con la serie de resultados “optimistas”, que

nuestra investigación arrojó, conviene mantener estos resultados en perspectiva.

Aun con las importantes limitantes económicas, de tiempo y formativas, de parte del

autor, se logro diseñar y construir un Túnel de Viento con las características

planteadas que procura en términos generales un flujo de aire estable y uniforme en

2/3 partes de la sección geométrica de la Cámara de Prueba de tipo bidimensional.

El comportamiento demostrado de cada una de las secciones diseñadas, en especial

la Cámara de Contracción, sección en la que se implementó un método experimental

grafico de diseño, mostró, un desempeño satisfactorio. Se concluye con esta

afirmación, en la inteligencia de que la presencia de altos niveles de turbulencia,

afectarían los porcentajes de variación del flujo en la denominada Área de Diseño de

la Cámara de Prueba, y se manifestaría a su vez en un marcado engrosamiento de la

Capa Limite, durante las pruebas realizadas durante la Contrastación de flujo

mediante las líneas de humo. Ver Inciso No. 23.

El túnel de viento construido posee la capacidad de experimentación de modelos a

escala entre los rangos de 1:10 a 1:50, los dos ventiladores centrífugos que posee,

arrojan un flujo de aire a través de la Cámara de Prueba, con una variación de

velocidades máxima del 6.39%, y una mínima del 0.92% sobre el Eje Central dentro

del Área de Diseño. Quedará entonces, entre otros, como tema para futuras

investigaciones la implementación de sistemas de exactos de medición de velocidad

y temperatura, y su relación con estas experimentaciones.



Recordando la hipótesis inicial de esta investigación, la cual enunciaba que :

“Establecidas las condiciones de bidimensionalidad y diseño de un Túnel de Viento

Subsónico de Circuito Abierto, es posible lograr un flujo de aire, el cual se contraste

con 1 ó mas hilos de humo, a través de la Cámara de Prueba, con un

comportamiento de forma laminar y con un perfil de velocidad uniforme y estable”, los

resultados mencionados nos permiten afirmar que en efecto, es posible, mediante el

establecimiento de las condiciones de bidimensional, lograr un flujo de aire con

condiciones laminares y un perfil de velocidad estable.

Otro de los aspectos que se pretende abordar en estas conclusiones la capacidad

demostrada de los ventiladores utilizados. Si bien en ambos casos, el resultado se

apreció de manera satisfactoria, se propone la sustitución de el motor del Ventilador

No.2 por un motor de 1/4 HP de corriente constante, imán constante, con el fin de

solucionar uno de los problemas que con mayor frecuencia se observó durante las

experimentaciones. Esta sustitución permitiría la obtención de un matiz mas amplio y

mas preciso de velocidades, con el fin de encontrar de una manera experimental mas

sencilla, la relación existente en la velocidad del flujo al interior de la Cámara de

Prueba y la velocidad de Inyeccion del Humo.

Se hace la aclaración de que dicho motor propuesto puede adaptarse sin necesidad

de modificar la carcasa metálica del actual Ventilador No.2.

De igual forma resulta urgente un nuevo diseño del sistema de inyeccion de humo,

que resulte mas practico, y que permita de manera más sencilla, repetir las mismas

condiciones de experimentación. La base fijada para este sistema demostró su

eficiencia, sin embargo, presenta limitaciones serias que deben estudiarse.

Algunas de estas limitaciones en especial tienen que ver con la implementación de

una fuente de humo más limpia, así como un motor propulsor de humo más potente.

Terminamos entonces, con una serie de preguntas y temas de investigación, que

surgieron durante la realización de esta investigación, y que serán tema de futuras

investigaciones:



183

1. Estudio comparativo de eficiencia, de geometrías para la Cámara de

Contracción obtenidas por medio de métodos matemáticos (elementos finitos).

2. ¿Qué papel juegan los diferenciales de temperatura en el comportamiento del

flujo bidimensional observado?

3. ¿En que forma se modificaría el flujo y sus velocidades, si se experimentara

con una Cámara de Contracción que acelerara su flujo en sus 2 ejes?

4. ¿Cuál es la relación que existe entre la velocidad de inyección del humo y la

existente en interior del Túnel de Viento?

5. ¿Cuál es la relación existente entre la disminución del Área de Paso de un

ventilador y la variación de velocidades en la parte central de la geometría de

la Cámara de Pruebas?

6. ¿Qué relación existe entre la velocidad del flujo y la estabilidad del mismo, en

un Túnel de Viento?



25. Bibliografía 1. Alcántara Lomelí, Armando. Adecuación al medio ambiente de la

Arquitectura del Siglo XVIII en la Antigua Provincia de Colima. Tesis para

obtener el grado de Doctor en Arquitectura. Programa de Maestría y

Doctorado en Arquitectura. Facultad de Arquitectura. Universidad Nacional

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2. Anderson, Jr., John D. A History of Aerodynamics. Cambridge, England:

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3. Bradshaw, P. & Pankhurst, R. C. 1964. The design of low-speed wind tunnels. Progress in Aeronautical Sciences 6, 1-69.

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5. Batchelor, George. The Life and Legacy of G.I. Taylor. (Cambridge, 1996).

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185

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31. Wallis, R. A. Axial Flow Fans and Ducts, Wiley-Interscience (1983).



187

24. Anexos

Anexo No.1. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No.1.

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

51

25

2.5

7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5-5

-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0.45

6890

25

30.1466°

5.2695

23.2

776

51

30.1466°

Presdiseño N

o.1. Elipse (Y1) con centro en (0.00,5.00). D

iametro M

ayor 20.00, Diam

etro Menor 2.50.

Elipse (Y

1) con centro en (0.00,5.00). Diam

etro Mayor 20.00, D

iametro M

enor 2.50.E

lipse (Y2) con centro en (75.00,-22.50).

Mitad del perfil de la C

ontraccion resultante.

0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5

7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5-5

-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

250




2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

57

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

30.5497°

22.6

425

90

57

30.5497°

4.0315

4.52

77

Presdiseño N

o.2. Elipse (Y


etro Mayor 5.00, D

iametro M

enor 2.50.

Elipse (Y


etro Mayor 5.00, D

iametro M

enor 2.50.E




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0



189

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

54

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

30.7057°

20.9

356

9054

30.7057°

3.9441

4.36

95

Presdiseño N

o.3. Elipse (Y


etro Mayor 5.00, D

iametro M

enor 2.50.

Elipse (Y


etro Mayor 5.00, D

iametro M

enor 2.50.E

li pse (Y2) con centro en (75.00,-25.00).



0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

57

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

15.8

304

90

31.2040°

57

31.2040°

4.7835

10.9

691

Presdiseño N

o.4. Elipse (Y


etro Mayor 10.00, D

iametro M

enor 2.50.

Elipse (Y


etro Mayor 10.00, D

iametro M

enor 2.50.E




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




191

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

51

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

31.2780°

18.3

955

90

51

31.2780°

3.9877

4.45

Presdiseño No.5. E

lipse (Y1) con centro en (0.00,5.00). D

iametro M

ayor 5.00, Diam

etro Menor 2.50.

Elipse (Y1) con centro en (0.00,5.00). Diam

etro Mayor 5.00, D

iametro M

enor 2.50.Elipse (Y2) con centro en (75.00,-22.50).



00 2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510

54

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

13.7

853

90

31.5593°

54

31.5593°

4.7459

10.9

012

Presdiseño N

o.6. Elipse (Y


etro Mayor 10.00, D

iametro M

enor 2.50.

Elipse (Y1) con centro en (0.00,5.00). D

iametro M

ayor 10.00, Diam

etro Menor 2.50.

Elipse (Y2) con centro en (75.00,-25.00).



0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




193

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

19.5

933

9054

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

4.7853

7.17

38

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

29.8218°

54

29.8218°

Elipse (Y


etro Mayor 10.00, D

iametro M

enor 7.50.E




Presdiseño N

o.7. Elipse (Y


etro Mayor 10.00, D

iametro M

enor 7.50.

0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

13.4

506

90.2

826

54

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

6.0201

13.4

522

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

29.9733°

54

29.9733°

Elipse (Y


etro Mayor 15.00, D

iametro M




Presdiseño N

o.8. Elipse (Y


etro Mayor 15.00, D

iametro M

enor 7.50.

0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




195

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5107.04

74

9054

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

6.9892

19.9

363

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

30.2757°

54

30.2757°

Elipse (Y


etro Mayor 20.00, D

iametro M

enor 7.50.E




Presdiseño N

o.9. Elipse (Y


etro Mayor 20.00, D

iametro M

enor 7.50.

0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

109.01

7390

.292

948

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

6.0797

13.5

573

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

30.6712°

48

30.6712°

Elipse (Y


etro Mayor 15.00, D

iametro M

enor 7.50.E




Presdiseño N

o.10. Elipse (Y


etro Mayor 15.00, D

iametro M

enor 7.50.

0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




197

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

14.6

5390

.019

548

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

4.8903

7.35

78

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

30.7875°

48

30.7875°

Elipse (Y


etro Mayor 10.00, D

iametro M

enor 7.50.E




Presdiseño N

o.11. Elipse (Y


etro Mayor 10.00, D

iametro M

enor 7.50.

0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510

22.7

179

90.2

109

54

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

3.6655

2.26

43

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

30.7909°

54

3.6655

2.26

43

30.7909°

Presdiseño N

o.12. Elipse (Y


etro Mayor 5.00, D

iametro M

enor 7.50.


iametro M

ayor 5.00, Diam

etro Menor 7.50.




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




199

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

31.0136°

48

31.0136°

Elipse (Y


etro Mayor 20.00, D

iametro M

enor 7.50.E




Presdiseño N

o.13. Elipse (Y


etro Mayor 20.00, D

iametro M

enor 7.50.

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

2.55

48

9048

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

7.0897

20.1

133

0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510

0.27

5489

.724

6

54

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

7.8279

26.5

818

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

25

31.1641°

54

31.1641°


iametro M

ayor 25.00, Diam

etro Menor 7.50.

Elipse (Y

2) con centro en (75.00,-25.00).



Presdiseño N

o.14. Elipse (Y


etro Mayor 25.00, D

iametro M

enor 7.50.

0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

250




201

54

28.9662°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510

7.05

17

90

54

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

7.765

21.9

312

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

28.9662°

Presdiseño N

o.15. Elipse (Y


etro Mayor 25.00, D

iametro M

enor 12.50.

Elipse (Y


etro Mayor 25.00, D

iametro M

enor 12.50.E




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




54

29.1497°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

18.0

506

89.9

436

54

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

5.4863

9.92

5

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

29.1497°

Presdiseño No.16. Elipse (Y1) con centro en (0.00,15.00). D

iametro M

ayor 15.00, Diam

etro Menor 12.50.

Elipse (Y


etro Mayor 15.00, D

iametro M

enor 12.50.E




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




203

48

29.3038°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

2.56

23

87.7

496

48

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

8.6623

28.1

74

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

29.3038°

Presdiseño No.17. Elipse (Y


etro Mayor 30.00, D

iametro M

enor 12.50.


iametro M

ayor 30.00, Diam

etro Menor 12.50.




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




48

29.5666°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

2.46

16

90

48

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

7.9034

22.1

864

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

29.5666°

Presdiseño N

o.18. Elipse (Y


etro Mayor 25.00, D

iametro M

enor 12.50.

Elipse (Y


etro Mayor 25.00, D

iametro M

enor 12.50.E




02.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




205

48

29.7717°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

107.86

63

90.2

066

48

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

6.8367

16.0

304

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

29.7717°

Presdiseño N

o.19. Elipse (Y


etro Mayor 20.00, D

iametro M

enor 12.50.


etro Mayor 20.00, D

iametro M




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

6.33

4984

.195

54

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

9.7007

34.9

856

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

29.7812°

54

29.7812°

Presdiseño N

o.20 Elipse (Y


etro Mayor 35.00, D

iametro M

enor 12.50.


iametro M

ayor 35.00, Diam

etro Menor 12.50.




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




207

54

29.8658°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

21.4

757

90.2

241

54

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

4.4092

5.07

8

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

29.8658°

Presdiseño N

o.21. Elipse (Y


etro Mayor 10.00, D

iametro M

enor 12.50.


iametro M

ayor 10.00, Diam

etro Menor 12.50.




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510

10.3

883

79.7

212

48

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

9.8057

35.1

791

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

30.2451°

48

30.2451°

Presdiseño N


iametro M

ayor 35.00, Diam

etro Menor 12.50.


iametro M

ayor 35.00, Diam

etro Menor 12.50.




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




209

48

30.4305°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

12.2

434

90

48

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

5.7167

10.3

312

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

30.4305°

Presdiseño N


iametro M

ayor 15.00, Diam

etro Menor 12.50.


etro Mayor 15.00, D

iametro M

enor 12.50.Eli pse (Y2) con centro en (75.00,-20.00).



0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




42

30.4359°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

2.43

64

87.5

636

42

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

8.1148

22.5

639

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

30.4359°

Presdiseño N

o.24. Elipse (Y


etro Mayor 25.00, D

iametro M

enor 12.50.

Elipse (Y


etro Mayor 25.00, D

iametro M

enor 12.50.E




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




211

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

23.8

132

90

54

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

3.5131

1.55

59

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

30.5327°

54

30.5327°

Presdiseño N

o.25. Elipse (Y


etro Mayor 5.00, D

iametro M

enor 12.50.

Elipse (Y


etro Mayor 5.00, D

iametro M

enor 12.50.E




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




42

30.5512°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510

8.48

65

81.5

135

42

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

9.1229

29.0

188

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

30.5512°

Presdiseño N


iametro M

ayor 30.00, Diam

etro Menor 1

Elipse (Y


etro Mayor 30.00, D

iametro M

enor 12.50.E




025

30

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

025

30




213

45.36

30.6233°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510

3.39

87

96.6

993

45.36

25

2.5 7.55 20

17.515

12.510 25

7.5546

17.6

129

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

30.6233°

Presdiseño N

o.27. Elipse (Y


etro Mayor 20.00, D

iametro M

enor 12.50.


iametro M

ayor 20.00, Diam

etro Menor 12.50.

Elipse (Y

2) con centro en (75.00,-15.00).



0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510 25

2.5 7.55 20

17.515

12.510 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




75

50.688

0

30.9876°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510

17.2

435

94.8

273

50.688

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

4.7661

5.54

68

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

30.9876°

Presdiseño N


iametro M

ayor 10.00, Diam

etro Menor 12.50.


etro Mayor 10.00, D

iametro M




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




215

42

31.1848°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5107.93

05

89.7

671

42

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

5.8187

10.5

036

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

31.1848°

Presdiseño N

o.29. Elipse (Y


etro Mayor 15.00, D

iametro M

enor 12.50.


iametro M

ayor 15.00, Diam

etro Menor 12.50.




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

19.2

053

89.8

31

48

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

3.5945

1.67

25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

31.4345°

48

31.4345°

Presdiseño N

o.30. Elipse (Y


etro Mayor 5.00, D

iametro M

enor 12.50.


iametro M

ayor 5.00, Diam

etro Menor 12.50.




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




217

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.515

12.510

16.0

501

74.4

281

42

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

10.2923

36.0

31

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

31.4653°

42

31.4653°

Presdiseño N


iametro M

ayor 35.00, Diam

etro Menor 12.50.


iametro M

ayor 35.00, Diam

etro Menor 12.50.




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.515

12.510 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

0




54

-27.5

28.9147°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

15.6

831

90.1

148

54

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

6.2156

12.7

63

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530 28.9147°

Presdiseño N

o.32. Elipse (Y


etro Mayor 20.00, D

iametro M

enor 17.50.

Elipse (Y


etro Mayor 20.00, D

iametro M

enor 17.50.E




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

0




219

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

11.2

989

78.7

011

42

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

10.2122

33.9

422

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

29.1034°

42

29.1034°


etro Mayor 37.50, D

iametro M




Presdiseño N


iametro M

ayor 37.50, Diam

etro Menor 17.50.

3537.50

0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

3537.50

0




2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510

2.53

48

87.4

652

42

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

8.6091

24.4

92

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

29.1248°

42

29.1248°

Presdiseño N

o.34. Elipse (Y


etro Mayor 30.00, D

iametro M

enor 17.50.

Elipse (Y


etro Mayor 30.00, D

iametro M

enor 17.50.E




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

0




221

5430 29.1480°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

20.0

225

90

54

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

5.0907

7.82

96

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530 29.1480°

Presdiseño N

o.35. Elipse (Y


etro Mayor 15.00, D

iametro M

enor 17.50.

Elipse (Y


etro Mayor 15.00, D

iametro M

enor 17.50.E




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

0

Anexo No.35. Perfil de Diseño Cámara de Contracción No. 35.



2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

9.08

96

80.9

104

42

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

9.8625

31.0

568

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

29.3856°

42

29.3856°

Presdiseño N

o.36 Elipse (Y


etro Mayor 35.00, D

iametro M

enor 17.50.

Elipse (Y


etro Mayor 35.00, D

iametro M

enor 17.50.E




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

0




223

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

15.6

239

74.3

761

36

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

10.3699

34.2

335

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

2530

29.6912°

36

29.6912°

Elipse (Y


etro Mayor 37.50, D

iametro M

enor 17.50.E






etro Mayor 37.50, D

iametro M

enor 17.50.

3537.5

0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

2530

3537.5

0




48

29.6965°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

15.6

008

90

48

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

5.1826

7.99

06

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530 29.6965°

Presdiseño N

o.38. Elipse (Y


etro Mayor 15.00, D

iametro M

enor 17.50.


etro Mayor 15.00, D

iametro M

enor 17.50.E




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

0




225

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

6.78

8883

.211

2

36

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

8.7354

24.7

233

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

29.7352°

36

29.7352°



etro Mayor 30.00, D

iametro M

enor 17.50.

Elipse (Y


etro Mayor 30.00, D

iametro M

enor 17.50.E




02.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

0




48

29.7520°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

1010.5

891

90

48

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

6.3964

13.0

863

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530 29.7520°

Presdiseño N


iametro M

ayor 20.00, Diam

etro Menor 17.50.

Elipse (Y


etro Mayor 20.00, D

iametro M

enor 17.50.E




02.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

0




227

54

29.8335°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

22.6

471

90

54

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

4.1461

3.91

02

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530 29.8335°

Presdiseño N

o.41. Elipse (Y


etro Mayor 10.00, D

iametro M

enor 17.50.

Elipse (Y


etro Mayor 10.00, D

iametro M

enor 17.50.E




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

0




2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

13.3

795

76.6

205

36

25

2.5 7.55 20

17.515

12.5

10 25

10.0119

31.3

262

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

29.9888°

36

29.9888°

Presdiseño N

o.42. Elipse (Y


etro Mayor 35.00, D

iametro M

enor 17.50.

Elipse (Y


etro Mayor 35.00, D

iametro M

enor 17.50.E




035

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.515

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

035




229

42

29.9988°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

1.35

25

90

42

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

7.7233

18.9

559

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

29.9988°

Presdiseño N

o.43. Elipse (Y


etro Mayor 25.00, D

iametro M

enor 17.50.


etro Mayor 25.00, D

iametro M




02.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

0




42

30.0409°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

6.90

0390

.023

4

42

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

6.4327

13.1

499

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530 30.0409°

Presdiseño N

o.44. Elipse (Y


etro Mayor 20.00, D

iametro M

enor 17.50.


etro Mayor 20.00, D

iametro M




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

0




231

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

20.8

242

90.4

994

48

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

3.8076

1.64

79

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530 30.3602°

48

30.3602°

Presdiseño N

o.45. Elipse (Y


etro Mayor 5.00, D

iametro M

enor 17.50.


iametro M

ayor 5.00, Diam

etro Menor 17.50.




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

0




2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

23.8

132

90

54

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

3.3959

1.15

96

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530 30.7782°

54

30.7782°

Presdiseño No.46. Elipse (Y1) con centro en (0.00,20.00). D

iametro M

ayor 5.00, Diam

etro Menor 17.50.

Elipse (Y


etro Mayor 5.00, D

iametro M

enor 17.50.E




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

0




233

48

30.8215°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510

17.7

287

90.0

292

48

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

4.233

4.05

13

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

30.8215°

Presdiseño N

o.47. Elipse (Y


etro Mayor 10.00, D

iametro M

enor 17.50.

Elipse (Y


etro Mayor 10.00, D

iametro M

enor 17.50.E




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

0




2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

21.0

63

68.1

416

30

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

10.8434

35.0

738

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

31.0072°

75

30

0

31.0072°


iametro M

ayor 37.50, Diam

etro Menor 17.50.




Presdiseño N

o.48. Elipse (Y


etro Mayor 37.50, D

iametro M

enor 17.50.

3537.5

0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.510 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

3537.5

0




235

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

18.2

537

71.7

463

30

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 25

10.3557

31.9

27

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

31.1190°

30

30

31.1190°

Presdiseño N

o.49. Elipse (Y


etro Mayor 35.00, D

iametro M

enor 17.50.

Elipse (Y


etro Mayor 35.00, D

iametro M

enor 17.50.E




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.510 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

0




36

31.3296°

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

4.09

186

.051

2

36

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

8.0958

19.5

906

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

31.3296°

Presdiseño N

o.50. Elipse (Y


etro Mayor 25.00, D

iametro M

enor 17.50.


iametro M

ayor 25.00, Diam

etro Menor 17.50.




0

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

0




237

2.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10

16.2

52

91.8

993

42

25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 25

4.0524

1.87

56

0

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

31.3332°

42

31.3332°

Presdiseño N

o.51. Elipse (Y


etro Mayor 5.00, D

iametro M

enor 17.50.


etro Mayor 5.00, D

iametro M




02.5

510

1520

7.55

75

20

17.5

15

12.5

10 25

2.5 7.55 20

17.5

15

12.5

10 250

-2.5

-5-7.5

-10

-12.5

-15

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

2530

0




Planos de C

onstruccion del Difusor de G

ran Angulo.

Vista en A

lzado.

Difusor de G

ran Angulo

0.03

0.75

0.03

0.81

0.134

centro de ensamblaje

0.40 libres

bridas

bridas

0.060.06

Corte Lateral.

Brida de union con C

ontraccion.

0.54

0.54

se dibuja para este ejemplo con

un espesor de 1 cm del acrilico.

(acrilico para bridas de 12" y para todo lo dem

as de 14")

tornillos de 3/16.centros de los orificios.

centros de los orificios.

0.40

0.40

Vista com

pleta de la Brida vista hacia el ventilador.

0.54

0.54

tornillos de 3/16.centros de los orificios.


0.40

0.40

boca del ventilador

0.129

0.134

0.03

0.75

0.03

0.81


0.40

0.060.06

Vista term

inada Lateral.

0.134

Eje A

Eje A

Eje A

Eje A

Eje BEje B

Ventilador.

Contraccion.

Ventilador.

Contraccion.

Difusor de G

ran Angulo

Nota: Todas las acotaciones son en m

ts.




as de 14")




as de 14")




as de 14")




as de 14")




as de 14")




as de 14")




as de 14")

Anexo No. 52. Planos Constructivos. Difusor de Gran Angulo.



239

Planos de C

onstruccion del Difusor de G

ran Angulo.

Vista en P

lanta.

Eje B

0.40

0.129

0.03

0.75

0.03

0.81

Corte V

ista Planta.

Difusor de G

ran Angulo

0.060.06

bridas

bridas

Eje B

0.03

0.75

0.03

0.81

Vista P

lanta.

Difusor de G

ran Angulo

0.060.06

bridas

bridas

0.40

0.129

Ventilador.

Contraccion.

Ventilador.

Contraccion.




as de 14")




as de 14")




as de 14")

Anexo No. 53. Planos Constructivos. Difusor de Gran Angulo.



Contraccion.

Eje A

se calcula para este ejemplo




0.060.06 0.40

0.060.06 0.40

0.03

0.75

0.03

0.81Eje A

0.060.06 0.40

0.060.06 0.40

0.03

0.75

0.03

0.81

Vista term

inada Lateral.

Corte Lateral.

Contraccion.

Cam

ara de pruebas

Contraccion.

Cam

ara de pruebas

Contraccion.

Planos de C

onstruccion del Difusor de C

ontraccion.V

ista en Alzado.


amara de Pruebas.

Eje A

Eje B

0.54

0.190.05

0.40

Brida de union con D

ifusor Gran Angulo.

0.54

0.54

tornillos de 3/16.



0.40

0.40

Eje A

Eje B
















todo lo demas de

14")

Anexo No. 54. Planos Constructivos. Cámara de Contracción.



241

Vista en Planta.

Contraccion.

Cam

ara de pruebas

Contraccion.

Corte V

ista Planta.

Eje B

0.03

0.75

0.03

0.81

0.05

0.40 0.060.06

Contraccion.

Cam

ara de pruebas

Contraccion.

Corte V

ista Planta.

Eje B

0.03

0.75

0.03

0.81

0.05

0.40 0.060.06

Planos de C

onstruccion del Difusor de C

ontraccion.Brida de union con C

amara de P

ruebas.

Eje A

Eje B

0.54

0.190.05

0.40

Brida de union con D

ifusor Gran Angulo.

0.54

0.54

tornillos de 3/16.



0.40

0.40

Eje A

Eje B








todo lo demas de

14")





Anexo No. 55. Planos Constructivos. Cámara de Contracción.



Planos de C

onstruccion de la Cam

ara de Pruebas.V

ista en Alzado.

Eje A

0.40

0.67 0.65

0.40

0.67 0.65

Cam

ara de Pruebas.

Corte Lateral.

Vista Lateral term

inada.

Cam

ara de Pruebas.

Difusor de

Salida

Contraccion.

Contraccion.

Difusor de

Salida


amara de Pruebas.

Eje A

Eje B

0.54

0.190.05

0.40

Corte Transversal A

-A´.

Cam

ara de Pruebas.

0.05

0.19

0.540.40

se dibuja para este ejemplo con un espesor de 1 cm

del acrilico.


as de 14")





se dibuja para este ejemplo con un espesor de 1 cm

del acrilico.


as de 14")

Eje A

Anexo No. 56. Planos Constructivos. Cámara de Prueba.



243

Vista en Planta.E

je B

0.67 0.65

0.05

Eje B

0.67 0.65

0.05

Cam

ara de Pruebas.

Cam

ara de Pruebas.

Corte en P

lanta.

Vista en P

lanta terminada.

Difusor de

Salida

Contraccion.

Difusor de

Salida

Contraccion.

bridas

bridas

bridas

bridas

bridasbridas

bridasbridas




todo lo demas de

14")





Planos de C

onstruccion de la Cam

ara de Pruebas.Anexo No. 57. Planos Constructivos. Cámara de Prueba.



Planos de C

onstruccion del Difusor de Salida.

Vista en Alzado.

Eje A

Difusor de S

alida

0.475

0.40

0.03

0.75

0.03

0.81

Corte Lateral.

Cam

ara de pruebas

0.06 0.06

bridas

bridas


amara de Pruebas.

Eje A

Eje B

0.6478

0.2280.06

0.40

Eje A

Difusor de S

alida

0.40

0.03

0.75

0.03

0.81

Vista Lateral term

inada.

Cam

ara de pruebas

0.06

bridas

bridas

0.475

0.0225 0.0225

0.06

Eje A

Eje B

0.475

Vista exterior del Difusor de Salida

hacia la Cam

ara de Pruebas.

0.125

0.475

0.125

Eje A

Eje B

Vista exterior del Difusor de Salida

hacia la Cam

ara de Pruebas.

Anexo No. 58. Planos Constructivos. Difusor de Salida.



245

Vista en Planta.

Planos de C

onstruccion del Difusor de S

alida.

Eje B

0.03

0.75

0.03

0.81

Corte en P

lanta.

Difusor de S

alida

0.125

0.05

Eje B

0.03

0.75

0.03

0.81

Corte en P

lanta.

Difusor de S

alida

0.125

0.05

Cam

ara de pruebas

Cam

ara de pruebas





bridas

bridas

bridas

bridas

Anexo No. 59. Planos Constructivos. Difusor de Salida.



Vista en Alzado.

Planos de C

onstruccion. Corte y Vista Exterior en Alzado.

Corte Lateral del Tunel de Viento.

Eje A










Ventilador

Difusor de G

ran Angulo

Contraccion

Cam

ara de Prueba

Difusor de Salida

Flujo del Aire

Eje A










Vista Lateral del Tunel de V

iento.

Ventilador

Difusor de G

ran Angulo

Contraccion

Cam

ara de Prueba

Difusor de Salida

0.3621

0.81

0.81

0.67

0.81

3.4621

Anexo No. 60. Planos Constructivos. Vistas Generales.



247

Vista en P

lanta.P

lanos de Construccion. C

orte y Vista E

xterior en Alzado.

Vista en P

lanta del Tunel de Viento.

Eje B

Vista en P

lanta del Tunel de Viento.

Eje B

Ventilador

Difusor de G

ran Angulo

Contraccion

Cam

ara de Prueba

Difusor de Salida

Ventilador

Difusor de G

ran Angulo

Contraccion

Cam

ara de Prueba

Difusor de Salida

0.3621

0.81

0.81

0.67

0.81

3.4621

Anexo No. 61. Planos Constructivos. Vistas Generales.



Vista en P

lanta.P

lanos de Construccion. C

orte y Vista E

xterior en Alzado.

Vista Frontal boca del V

entilador.

0.134

0.129

centros de ensamblaje

Eje A

Eje B

0.134

Vista Lateral del V

entilador.

Eje A

Anexo No. 62. Planos Constructivos. Detalles.



249

Anexo No. 63. Fotos Finales del Armado del Túnel de Viento.

,

Fotografía No.1. En la que se muestra parte del túnel de viento una vez concluido su armado. En esta foto observamos inmediatamente del lado izquierdo, la Cámarade Contracción, seguido por la cara principal de la Cámara de Prueba, y al fondo elDifusor de Salida. Fuente: Propia.

Fotografía No.2. En esta fotografía, tomada por el costado posterior del túnel de viento, se puede observar casi la totalidad de su extensión; iniciando por el Difusorde Gran Angulo (lado derecho), y al final el Difusor de Salida. Fuente: Propia.



Anexo No. 64. Fotos Finales del Armado del Túnel de Viento.

Fotografía No.3. En esta fotografía se muestra la forma en que se acopla el Ventilador No.1 a la brida del Difusor de Gran Angulo. Fuente: Propia.

Fotografía No.4. Del lado izquierdo podemos observar la brida que une eldifusor de Gran Angulo y la Cámara de Contracción, es en esta brida en laque se colocó la Rejilla de Panal mencionada en el Experimento No.4. Fuente: Propia.



251

Anexo No. 65. Gráfica de las Mediciones de Velocidades en Extremo Final de la

Cámara de Pruebas. Ventilador No.1

Medición de Velocidades del Aire en Salida C

ámara de Pruebas.

(sin pantallas)

5.10

5.305.30

5.30

5.10

4.25

4.20

4.85

6.406.50

6.306.20

6.30

4.90

4.95

5.305.30

5.40

5.004.55

4.30

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50

7.00

Posición Vertical

Velocidad Aire (m/se

IzquierdoCentro

Derecha

Izquierdo4.20

5.105.30

5.305.30

5.104.25

Centro

4.906.30

6.206.30

6.506.40

4.85

Derecha

4.304.95

5.305.30

5.405.00

4.55

01/8

1/41/2

3/47/8

1



Anexo No. 66. Gráfica Tridimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo

Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.1

01/8

1/41/2

3/47/8

1Izquierdo

Centro

Derecha

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50

7.00



Distribuciñon Tridim

ensional de Velocidades en Salida Cám

ara de Pruebas. (sin pantallas)

3.50-4.004.00-4.50

4.50-5.005.00-5.50

5.50-6.006.00-6.50

6.50-7.00



253

Anexo No. 67. Gráfica Bidimensional de la Distribución de Velocidades en Extremo

Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.1

01/8

1/41/2

3/47/8

1Izquierdo

Centro

Derecha

Posición Vertical


Distribucion B

idimensional de Velocidades Salida de C

ámara de Pruebas.

(sin pantallas).

3.50-4.004.00-4.50

4.50-5.005.00-5.50

5.50-6.006.00-6.50

6.50-7.00



Anexo No. 68. Gráfica de las Mediciones de Velocidades en Extremo Final del

Difusor de Salida. Ventilador No.1

Medición de Velocidades del Aire en Salida del D

ifusor de Salida. (sin pantallas)

0.59

1.20

0.30

0.70

1.40

2.052.15

0.51

2.05

1.42

2.953.10

2.55

0.50

2.953.15

2.10

1.87

0.88

1.74

1.71

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

Posición Vertical

.)Velocidad Aire (m/s

IzquierdoCentro

Derecha

Izquierdo0.51

1.402.15

2.052.05

1.420.59

Centro

0.502.55

3.102.95

3.152.95

1.20

Derecha

0.300.88

1.741.87

2.101.71

0.70

01/6

2/31/2

2/35/6

1



255

01/6

2/31/2

2/35/6

1Izquierdo

Derecha0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50


Posición Vertical.Posición Horizontal

Distribución Tridimensional de Velocidades del Aire en Salida Difusor de Salida.

(sin pantallas).

0.00-0.500.50-1.00

1.00-1.501.50-2.00

2.00-2.502.50-3.00

3.00-3.50


Final del Difusor de Salida. Ventilador No.1



01/6

2/31/2

2/35/6

1Izquierdo

Centro

Derecha

Posición Vertical


Distribución B

idimensional de Velocidades de Aire en Salida

Difusor de Salida. (sin pantallas)

0.00-0.500.50-1.00

1.00-1.501.50-2.00

2.00-2.502.50-3.00

3.00-3.50


Final del Difusor de Salida. Ventilador No.1



257

Anexo No. 71. Medición de Velocidades en Extremo Final de la Cámara de Pruebas.

Pantalla Azul. Ventilador No.1

Mediciones Velocidades en Salida C

ámara de Prueba. Filtro Azul.

4.25

4.60

4.75

5.00

4.80

5.20

3.60

4.45

6.006.00

6.005.90

5.90

4.65

3.75

4.70

4.504.65

4.754.35

3.25

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

Posición Vertical


IzquierdoCentro

Derecha

Izquierdo3.60

5.204.80

5.004.75

4.604.25

Centro

4.655.90

5.906.00

6.006.00

4.45

Derecha

3.254.35

4.754.65

4.504.70

3.75

01/8

1/41/2

3/47/8

1



01/8

1/41/2

3/47/8

1Izquierdo

Centro

Derecha

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00



Distribución Tridim

ensional de Velocidades en Salida C

ámara de Pruebas.Filtro Azul.

2.50-3.003.00-3.50

3.50-4.004.00-4.50

4.50-5.005.00-5.50

5.50-6.00


Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Azul. Ventilador No.1



259

01/8

1/41/2

3/47/8

1Izquierdo

Centro

Derecha

Posición Vertical


Distribución B

idimensional de Velocidades en Salida

Cám

ara de Prueba. Filtro Azul.

2.50-3.003.00-3.50

3.50-4.004.00-4.50

4.50-5.005.00-5.50

5.50-6.00


Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Azul. Ventilador No.1




Pantalla Amarilla. Ventilador No.1


ámara de Prueba. Filtro Am

arillo

3.85

4.654.65

4.804.70

4.70

3.40

5.20

6.005.90

5.705.60

5.40

4.004.10

4.554.60

4.55

4.40

3.90

3.65

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

Posición Vertical.


IzquierdoCentro

Derecha

Izquierdo3.40

4.704.70

4.804.65

4.653.85

Centro

4.005.40

5.605.70

5.906.00

5.20

Derecha

3.653.90

4.404.55

4.604.55

4.10

01/8

1/41/2

3/47/8

1



261

01/8

1/41/2

3/47/8

1Izquierdo

Centro

Derecha

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50





ámara de Pruebas.

Filtro Amarillo.

2.50-3.003.00-3.50

3.50-4.004.00-4.50

4.50-5.005.00-5.50

5.50-6.006.00-6.50


Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Amarilla. Ventilador No.1



01/8

1/41/2

3/47/8

1Izquierdo

Centro

Derecha

Posición Vertical.


Distribución B


Cám

ara de Pruebas. Filtro Am

arillo.

2.50-3.003.00-3.50

3.50-4.004.00-4.50

4.50-5.005.00-5.50

5.50-6.006.00-6.50


Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Amarilla. Ventilador No.1



263


Pantalla Naranja. Ventilador No.1

Medición Velocidades en Salida C

ámara de Pruebas. Filtro N

aranja

4.40

4.55

4.10

4.504.40

4.40

3.20

4.70

5.905.80

5.60

5.305.30

4.10

4.404.55

4.10

4.60

4.40

4.30

3.50

2.90

3.40

3.90

4.40

4.90

5.40

5.90

Posición Vertical


IzquierdoCentro

Derecha

Izquierdo3.20

4.404.40

4.504.40

4.554.10

Centro

4.105.30

5.305.60

5.805.90

4.70

Derecha

3.504.30

4.404.60

4.404.55

4.10

01/8

1/41/2

3/47/8

1



01/8

1/41/2

3/47/8

1Izquierdo

Centro

Derecha

2.90

3.40

3.90

4.40

4.90

5.40

5.90

Velocidad Aire(m

/seg.)




ámara de Pruebas.

Filtro Naranja.

2.90-3.403.40-3.90

3.90-4.404.40-4.90

4.90-5.405.40-5.90


Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Naranja. Ventilador No.1



265

01/8

1/41/2

3/47/8

1Izquierdo

Centro

Derecha

Posición Vertical



ámara de Pruebas.

Filtro Naranja.

2.90-3.403.40-3.90

3.90-4.404.40-4.90

4.90-5.405.40-5.90


Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Naranja. Ventilador No.1




Pantalla Roja. Ventilador No.1


ámara de Pruebas. Filtro R

ojo.

4.45

4.95

4.45

4.70

4.55

3.15

4.45

5.20

5.805.90

5.80

5.30

5.10

4.40

3.90

4.354.45

4.304.20

3.95

3.25

2.80

3.30

3.80

4.30

4.80

5.30

5.80

6.30

Posición Vertical


IzquierdoC

entroD

erecha

Izquierdo3.15

4.554.45

4.704.45

4.954.45

Centro

4.405.10

5.305.80

5.905.80

5.20

Derecha

3.253.95

4.204.30

4.454.35

3.90

01/8

1/41/2

3/47/8

1



267

01/8

1/41/2

3/47/8

1Izquierdo

Centro

Derecha

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00





ámara de Prueba. Filtro R

ojo.

2.50-3.003.00-3.50

3.50-4.004.00-4.50

4.50-5.005.00-5.50

5.50-6.00


Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Roja. Ventilador No.1



01/8

1/41/2

3/47/8

1Izquierdo

Centro

Derecha

Posición Vertical


Distribución Bidimensional de Velocidades en Salida

Cámara de Pruebas. Filtro Rojo.

2.50-3.003.00-3.50

3.50-4.004.00-4.50

4.50-5.005.00-5.50

5.50-6.00


Final de la Cámara de Pruebas. Pantalla Roja. Ventilador No.1



269


Ventilador No.2. Velocidad Baja.


ámara de Pruebas. Sin Pantallas.

Ventilador No.2. Velocidad B

aja.

4.55

5.605.60

5.605.70

5.405.40

5.305.50

4.05

4.35

5.30

6.306.30

6.60

6.806.90

6.906.80

5.20

7.007.00

4.30

5.20

5.505.50

5.205.10

5.20

5.00

5.30

4.35

5.20

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50

7.00

7.50


Velocidad Aire (m/s

IzquierdaC

entroD

erecha

Izquierda4.05

4.355.50

5.305.40

5.405.70

5.605.60

5.604.55

Centro

5.207.00

7.006.80

6.906.90

6.806.60

6.306.30

5.30

Derecha

4.355.20

5.305.00

5.205.10

5.205.50

5.505.20

4.30

0L / 16

L / 8L / 4

3L / 8L / 2

5L / 86L / 8

7L / 815L / 16

1



0L / 16

L / 8L / 4

3L / 8L / 2

5L / 86L / 8

7L / 815L /16

1Izquierda

Centro

Derecha

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50

7.00

7.50







aja.

3.50-4.004.00-4.50

4.50-5.005.00-5.50

5.50-6.006.00-6.50

6.50-7.007.00-7.50


Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. Velocidad Baja.



271

0L / 16

L / 8L / 4

3L / 8L / 2

5L / 86L / 8

7L / 815L / 16

1Izquierda

Centro

Derecha


Posición V

ertical

Distribución B


Cám

ara de Pruebas. S

in Pantallas.


aja.

3.50-4.004.00-4.50

4.50-5.005.00-5.50

5.50-6.006.00-6.50

6.50-7.007.00-7.50


Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. Velocidad Baja.




ámara de Prueba. Sin Pantallas.

Ventilador No.2. Velocidad M

edia.

7.00

8.30

7.10

5.10

7.10

6.70

6.90

7.10

5.50

7.00

6.906.80

7.106.80

7.20

8.408.40

7.10

8.608.00

8.708.70

8.60

5.40

7.00

6.80

6.40

5.20

6.00

7.107.30

6.80

7.10

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50

7.00

7.50

8.00

8.50

9.00


Velocidad Aire (m/s

IzquierdaC

entroD

erecha

Izquierda5.50

7.006.90

6.807.10

7.106.90

6.707.00

7.105.10

Centro

7.108.60

8.008.70

8.708.60

8.408.40

8.307.20

6.80

Derecha

5.206.00

7.107.30

6.807.10

6.406.80

7.107.00

5.40

0L / 16

L / 8L / 4

3L / 8L / 2

5L / 86L / 8

7L / 815L / 16

1


Ventilador No.2. Velocidad Media.



273

0L / 16

L / 8L / 4

3L / 8L / 2

5L / 86L / 8

7L / 815L /16

1Izquierda

Centro

Derecha

4.004.50

5.005.50

6.006.50

7.00

7.50

8.00

8.50

9.00





ámara de Prueba. Sin Pantallas.

Ventilador No.2. Velocidad M

edia.

4.00-4.504.50-5.00

5.00-5.505.50-6.00

6.00-6.506.50-7.00

7.00-7.507.50-8.00

8.00-8.508.50-9.00


Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. Velocidad Media.



0L / 16

L / 8L / 4

3L / 8L / 2

5L / 86L / 8

7L / 815L /16

1Izquierda

Centro

Derecha


Posición Vertical

Distribución B

idimensional de V

elocidades en Salida

Cám

ara de Prueba. Sin Pantallas.Ventilador N

o.2. Velocidad Media.

4.00-4.504.50-5.00

5.00-5.505.50-6.00

6.00-6.506.50-7.00

7.00-7.507.50-8.00

8.00-8.508.50-9.00


Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. Velocidad Media.



275

Medición de Velocidad en Salida de C



7.81

10.86

11.43

10.57

10.7610.48

10.4810.48

10.4810.67

9.43

10.67

12.2912.10

12.2912.38

11.9011.62

11.5211.43

11.81

10.19

9.05

10.29

10.8610.95

10.4810.29

9.819.90

10.009.71

8.48

6.71

7.71

8.71

9.71

10.71

11.71

12.71

Posicion Vertical

Velocidad Aire (m/sIzquierda

CentroDerecha

Izquierda9.43

10.6710.48

10.4810.48

10.4810.76

10.5710.86

11.437.81

Centro

10.1911.81

11.4311.52

11.6211.90

12.3812.29

12.1012.29

10.67

Derecha

8.489.71

10.009.90

9.8110.29

10.4810.95

10.8610.29

9.05

0L / 16

L / 8L / 4

3L / 8L / 2

5L / 86L / 8

7L / 815L / 16

1





0L / 16

L / 8L / 4

3L / 8L / 2

5L / 86L / 8

7L / 815L /16

1Izquierda

Centro

Derecha

6.71

7.71

8.71

9.71

10.71

11.71

12.71

Posición VerticalVelocidad Aire (m

/seg)

Distribución Tridimensional de Velocidades en Salida

Cámara de Pruebas. Sin Pantallas.


6.71-7.717.71-8.71

8.71-9.719.71-10.71

10.71-11.7111.71-12.71


Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. Velocidad Alta.



277

0L / 16

L / 8L / 4

3L / 8L / 2

5L / 86L / 8

7L / 815L / 16

1 Izquierda

Centro

Derecha

Posición Vertical


Distribución Bidimensional de Velocidades en Salida Camara de Pruebas. Sin Pantallas.


6.71-7.717.71-8.71

8.71-9.719.71-10.71

10.71-11.7111.71-12.71


Final de la Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. Velocidad Alta.



Anexo No. 92. Planos Constructivos y de Diseño Ventilador No.2. Plano de Trazo.



279

Anexo No. 93. Planos Constructivos y de Diseño Ventilador No.2. Pieza 2B.



Anexo No. 94. Planos Constructivos y de Diseño Ventilador No.2. Pieza 1B.



281

Anexo No. 95. Planos Constructivos y de Diseño Ventilador No.2. Detalles.



Anexo No. 96. Estudio Fotográfico Pruebas de Inyección de Humo en Cámara de

Prueba con el Ventilador No.1. Velocidad Única.

Fotografías No. 5 a 10. Que muestran las primeras 6 fotografías secuenciales con un intervalo de 1 segundo entre cada una, resultando en las 9 líneas de humo establecidas con el uso del Ventilador No.1 y la velocidad masbaja del motor propulsor del Sistema de Inyeccion. La secuencia visual de éstas fotografías es de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo. Fuente: Propia.



283


Prueba con el Ventilador No.2. Velocidad Baja.

Fotografías No. 11 a 16. Que muestran las primeras 6 fotografías secuenciales con un intervalo de 1 segundo entre cada una, resultando en las 9 líneas de humo establecidas con el uso del Ventilador No.2 en velocidad baja y la velocidad media del motor propulsor del Sistema de Inyeccion. La secuencia visual de éstas fotografías es de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo. Fuente: Propia.




Prueba con el Ventilador No.2. Velocidad Media.

Fotografías No. 17 a 22. Que muestran las primeras 6 fotografías secuenciales con un intervalo de 1 segundo entre cada una, resultando en las 9 líneas de humo establecidas con el uso del Ventilador No.2 en velocidad media y la velocidad media del motor propulsor del Sistema de Inyeccion. La secuencia visual de éstas fotografías es de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo. Fuente: Propia.



285


Prueba con el Ventilador No.2. Velocidad Alta.

Fotografías No. 23 a 28. Que muestran las primeras 6 fotografías secuenciales con un intervalo de 1 segundo entrecada una, resultando en las 9 líneas de humo establecidas con el uso del Ventilador No.2 en velocidad alta y lavelocidad media del motor propulsor del Sistema de Inyeccion. La secuencia visual de éstas fotografías es deizquierda a derecha y de arriba hacia abajo. Fuente: Propia.




0.00 5.00 2.50 20.00 75.00 -25.00 45.00 82.0844 19.2149 4.3064 24.30710.00 20.00 17.50 30.00 75.00 -25.00 45.00 81.3767 19.6532 6.7781 27.67440.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -25.00 45.00 73.8792 27.4159 8.0601 27.75630.00 20.00 17.50 30.00 75.00 -20.00 40.00 78.1842 19.6593 6.7812 27.85840.00 20.00 17.50 25.00 75.00 -25.00 45.00 84.9475 15.0230 6.0121 28.20740.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -25.00 45.00 75.1877 25.2533 7.8831 28.23030.00 15.00 25.00 20.00 75.00 -25.00 45.00 86.0925 12.9866 5.4937 28.79700.00 15.00 25.00 30.00 75.00 -25.00 45.00 76.4537 23.3123 7.1324 28.81990.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -20.00 40.00 68.7208 28.2409 8.4865 28.83310.00 20.00 17.50 25.00 75.00 -20.00 40.00 80.8842 15.2883 6.1537 28.84570.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -20.00 40.00 71.0364 25.6645 8.1011 28.88990.00 20.00 17.50 20.00 75.00 -25.00 45.00 88.0692 10.6358 5.1797 28.91470.00 15.00 25.00 25.00 75.00 -25.00 45.00 80.8764 18.2760 6.4700 28.96620.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -15.00 35.00 65.5843 28.2852 8.5102 29.10340.00 20.00 17.50 30.00 75.00 -15.00 35.00 72.8877 20.4100 7.1742 29.12480.00 20.00 17.50 15.00 75.00 -25.00 45.00 91.6854 6.5247 4.2423 29.14800.00 15.00 25.00 15.00 75.00 -25.00 45.00 90.0421 8.2709 4.5719 29.14970.00 15.00 25.00 30.00 75.00 -20.00 40.00 72.8647 23.4783 7.2186 29.30380.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -15.00 35.00 67.4253 25.8806 8.2187 29.38550.00 15.00 25.00 25.00 75.00 -20.00 40.00 77.0513 18.4887 6.5862 29.56660.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -10.00 30.00 61.9801 28.5279 8.6416 29.69120.00 20.00 17.50 15.00 75.00 -20.00 40.00 88.0007 6.6588 4.3188 29.69650.00 20.00 17.50 30.00 75.00 -10.00 30.00 69.3426 20.6028 7.2795 29.73520.00 20.00 17.50 20.00 75.00 -20.00 40.00 83.8243 10.9053 5.3304 29.75200.00 15.00 25.00 20.00 75.00 -20.00 40.00 81.5520 13.3587 5.6972 29.77170.00 15.00 12.50 35.00 75.00 -25.00 45.00 69.7209 29.1546 8.0839 29.78120.00 10.00 7.50 10.00 75.00 -25.00 45.00 91.3277 5.9782 3.9878 29.82180.00 20.00 17.50 10.00 75.00 -25.00 45.00 93.8726 3.2585 3.4551 29.83350.00 15.00 25.00 10.00 75.00 -25.00 45.00 92.8964 4.2317 3.6744 29.86580.00 10.00 7.50 15.00 75.00 -25.00 45.00 86.2089 11.2102 5.0167 29.97330.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -10.00 30.00 63.8504 26.1051 8.3432 29.98880.00 20.00 17.50 25.00 75.00 -15.00 35.00 76.1271 15.7966 6.4361 29.99880.00 20.00 17.50 20.00 75.00 -15.00 35.00 80.7502 10.9582 5.3606 30.04090.00 5.00 2.50 20.00 75.00 22.50 42.50 75.3807 19.3980 4.3913 30.14660.00 15.00 12.50 35.00 75.00 -20.00 40.00 66.3431 29.3159 8.1714 30.24510.00 10.00 7.50 20.00 75.00 -25.00 45.00 80.8729 16.6136 5.8244 30.27570.00 20.00 17.50 5.00 75.00 -20.00 40.00 92.3535 1.3732 3.1730 30.36020.00 15.00 25.00 15.00 75.00 -20.00 40.00 85.2028 8.6094 4.7639 30.43050.00 15.00 25.00 25.00 75.00 -15.00 35.00 72.9697 18.8032 6.7623 30.43590.00 15.00 25.00 5.00 75.00 -25.00 45.00 94.8443 1.2966 2.9276 30.53270.00 5.00 2.50 5.00 75.00 -27.50 47.50 93.8688 3.7731 3.3596 30.54970.00 15.00 25.00 30.00 75.00 -15.00 35.00 67.9279 24.1823 7.6024 30.55120.00 15.00 25.00 20.00 75.00 -15.00 35.00 77.6244 13.5902 5.8292 30.62330.00 10.00 7.50 15.00 75.00 -20.00 40.00 82.5144 11.2978 5.0664 30.67120.00 5.00 2.50 5.00 75.00 -25.00 45.00 92.4463 3.6413 3.2867 30.70570.00 20.00 17.50 5.00 75.00 -25.00 45.00 94.8443 0.9663 2.8299 30.77820.00 10.00 7.50 10.00 75.00 -20.00 40.00 87.2108 6.1315 4.0753 30.78750.00 10.00 7.50 5.00 75.00 -25.00 45.00 93.9316 1.88690 3.05460 30.79090.00 20.00 17.50 10.00 75.00 -20.00 40.00 89.7739 3.3761 3.5275 30.82150.00 15.00 25.00 10.00 75.00 -20.00 40.00 88.6075 4.3772 3.7611 30.98760.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -5.00 25.00 57.4475 29.2282 9.0362 31.00720.00 10.00 7.50 20.00 75.00 -20.00 40.00 77.129 16.7611 5.9081 31.01360.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -5.00 25.00 59.7886 26.6058 8.6298 31.11900.00 10.00 7.50 25.00 75.00 -25.00 45.00 74.7705 22.1515 6.5232 31.16410.00 15.00 25.00 15.00 75.00 -15.00 35.00 81.6088 8.7530 4.8489 31.18480.00 5.00 2.50 10.00 75.00 27.50 47.50 88.1920 9.1403 3.9862 31.20400.00 5.00 2.50 5.00 75.00 -22.50 42.50 90.3296 3.7083 3.3231 31.27800.00 20.00 17.50 25.00 75.00 -10.00 30.00 71.5908 16.3255 6.7465 31.32960.00 20.00 17.50 5.00 75.00 -15.00 35.00 88.5433 1.5663 3.3770 31.33320.00 15.00 25.00 5.00 75.00 -20.00 40.00 91.0044 1.3937 2.9954 31.43450.00 15.00 12.50 35.00 75.00 -15.00 35.00 61.6249 30.0258 8.5769 31.46530.00 5.00 2.50 10.00 75.00 25.00 45.00 86.4877 9.0843 3.9549 31.55930.00 15.00 25.00 25.00 75.00 -10.00 30.00 68.6984 19.2320 7.0136 31.68880.00 20.00 17.50 30.00 75.00 -5.00 25.00 64.0210 21.5724 7.8388 31.70080.00 15.00 25.00 30.00 75.00 -10.00 30.00 63.7099 24.6313 7.8642 31.71970.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -2.50 22.50 55.2425 29.6106 9.2620 31.82540.00 20.00 17.50 15.00 75.00 -15.00 35.00 82.4748 7.0695 4.5655 31.84150.00 20.00 17.50 20.00 75.00 -10.00 30.00 75.7593 11.5410 5.7076 31.87580.00 10.00 7.50 5.00 75.00 -20.00 40.00 89.9227 1.96400 3.10280 31.88980.00 5.00 2.50 20.00 75.00 -15.00 35.00 69.4960 19.4742 4.4305 31.91590.00 10.00 7.50 25.00 75.00 -20.00 40.00 71.0622 22.3609 6.6460 31.95000.00 10.00 7.50 15.00 75.00 -15.00 35.00 78.1844 11.6010 5.2456 31.96590.00 5.00 2.50 5.00 75.00 -20.00 40.00 88.1649 3.7882 3.3683 31.96650.00 20.00 17.50 10.00 75.00 -15.00 35.00 85.7410 3.5497 3.6396 32.06950.00 5.00 2.50 10.00 75.00 22.50 42.50 84.3026 9.2481 4.0489 32.16320.00 10.00 7.50 20.00 75.00 -15.00 35.00 73.0008 17.0533 6.0816 32.16990.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -2.50 22.50 57.2091 27.1425 8.9514 32.19670.00 15.00 25.00 10.00 75.00 -15.00 35.00 84.4964 4.5667 3.8796 32.3095


Tabla No. 1. Intersecciones Elipses (Difusor de Contracción). Muestra de los 76 perfiles mas bajos.


Elipse No.2 (Y2) Centro

Diam. Menor Diam. Mayor Centro

Diam. Menor Diam. Mayor

Elipse No.1 (Y1)

51 M

uest

ras.

Zon

a de

Dis

eño

Expe

rimen

tal.

Punto de Interseccion

25. Tablas

Tabla No.1. Intersecciones de Elipses. Muestra Representativa de 76 Perfiles.



287

Tabla No.2. Tabla de los 51 Perfiles incluidos en la Zona de Diseño Experimental.


0.00 20.00 17.50 20.00 75.00 -25.00 45.00 88.0692 10.6358 5.1797 28.91470.00 15.00 25.00 25.00 75.00 -25.00 45.00 80.8764 18.2760 6.4700 28.96620.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -15.00 35.00 65.5843 28.2852 8.5102 29.10340.00 20.00 17.50 30.00 75.00 -15.00 35.00 72.8877 20.4100 7.1742 29.12480.00 20.00 17.50 15.00 75.00 -25.00 45.00 91.6854 6.5247 4.2423 29.14800.00 15.00 25.00 15.00 75.00 -25.00 45.00 90.0421 8.2709 4.5719 29.14970.00 15.00 25.00 30.00 75.00 -20.00 40.00 72.8647 23.4783 7.2186 29.30380.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -15.00 35.00 67.4253 25.8806 8.2187 29.38550.00 15.00 25.00 25.00 75.00 -20.00 40.00 77.0513 18.4887 6.5862 29.56660.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -10.00 30.00 61.9801 28.5279 8.6416 29.69120.00 20.00 17.50 15.00 75.00 -20.00 40.00 88.0007 6.6588 4.3188 29.69650.00 20.00 17.50 30.00 75.00 -10.00 30.00 69.3426 20.6028 7.2795 29.73520.00 20.00 17.50 20.00 75.00 -20.00 40.00 83.8243 10.9053 5.3304 29.75200.00 15.00 25.00 20.00 75.00 -20.00 40.00 81.5520 13.3587 5.6972 29.77170.00 15.00 12.50 35.00 75.00 -25.00 45.00 69.7209 29.1546 8.0839 29.78120.00 10.00 7.50 10.00 75.00 -25.00 45.00 91.3277 5.9782 3.9878 29.82180.00 20.00 17.50 10.00 75.00 -25.00 45.00 93.8726 3.2585 3.4551 29.83350.00 15.00 25.00 10.00 75.00 -25.00 45.00 92.8964 4.2317 3.6744 29.86580.00 10.00 7.50 15.00 75.00 -25.00 45.00 86.2089 11.2102 5.0167 29.97330.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -10.00 30.00 63.8504 26.1051 8.3432 29.98880.00 20.00 17.50 25.00 75.00 -15.00 35.00 76.1271 15.7966 6.4361 29.99880.00 20.00 17.50 20.00 75.00 -15.00 35.00 80.7502 10.9582 5.3606 30.04090.00 5.00 2.50 20.00 75.00 22.50 42.50 75.3807 19.3980 4.3913 30.14660.00 15.00 12.50 35.00 75.00 -20.00 40.00 66.3431 29.3159 8.1714 30.24510.00 10.00 7.50 20.00 75.00 -25.00 45.00 80.8729 16.6136 5.8244 30.27570.00 20.00 17.50 5.00 75.00 -20.00 40.00 92.3535 1.3732 3.1730 30.36020.00 15.00 25.00 15.00 75.00 -20.00 40.00 85.2028 8.6094 4.7639 30.43050.00 15.00 25.00 25.00 75.00 -15.00 35.00 72.9697 18.8032 6.7623 30.43590.00 15.00 25.00 5.00 75.00 -25.00 45.00 94.8443 1.2966 2.9276 30.53270.00 5.00 2.50 5.00 75.00 -27.50 47.50 93.8688 3.7731 3.3596 30.54970.00 15.00 25.00 30.00 75.00 -15.00 35.00 67.9279 24.1823 7.6024 30.55120.00 15.00 25.00 20.00 75.00 -15.00 35.00 77.6244 13.5902 5.8292 30.62330.00 10.00 7.50 15.00 75.00 -20.00 40.00 82.5144 11.2978 5.0664 30.67120.00 5.00 2.50 5.00 75.00 -25.00 45.00 92.4463 3.6413 3.2867 30.70570.00 20.00 17.50 5.00 75.00 -25.00 45.00 94.8443 0.9663 2.8299 30.77820.00 10.00 7.50 10.00 75.00 -20.00 40.00 87.2108 6.1315 4.0753 30.78750.00 10.00 7.50 5.00 75.00 -25.00 45.00 93.9316 1.88690 3.05460 30.79090.00 20.00 17.50 10.00 75.00 -20.00 40.00 89.7739 3.3761 3.5275 30.82150.00 15.00 25.00 10.00 75.00 -20.00 40.00 88.6075 4.3772 3.7611 30.98760.00 20.00 17.50 37.50 75.00 -5.00 25.00 57.4475 29.2282 9.0362 31.00720.00 10.00 7.50 20.00 75.00 -20.00 40.00 77.129 16.7611 5.9081 31.01360.00 20.00 17.50 35.00 75.00 -5.00 25.00 59.7886 26.6058 8.6298 31.11900.00 10.00 7.50 25.00 75.00 -25.00 45.00 74.7705 22.1515 6.5232 31.16410.00 15.00 25.00 15.00 75.00 -15.00 35.00 81.6088 8.7530 4.8489 31.18480.00 5.00 2.50 10.00 75.00 27.50 47.50 88.1920 9.1403 3.9862 31.20400.00 5.00 2.50 5.00 75.00 -22.50 42.50 90.3296 3.7083 3.3231 31.27800.00 20.00 17.50 25.00 75.00 -10.00 30.00 71.5908 16.3255 6.7465 31.32960.00 20.00 17.50 5.00 75.00 -15.00 35.00 88.5433 1.5663 3.3770 31.33320.00 15.00 25.00 5.00 75.00 -20.00 40.00 91.0044 1.3937 2.9954 31.43450.00 15.00 12.50 35.00 75.00 -15.00 35.00 61.6249 30.0258 8.5769 31.46530.00 5.00 2.50 10.00 75.00 25.00 45.00 86.4877 9.0843 3.9549 31.5593



51 M

uest

ras.

Zon

a de

Dis

eño

Expe

rimen

tal.

Tabla No. 2. Intersecciones Elipses (Cámara de Contracción). Zona de Diseño. Elipse No.1 (Y1) Elipse No.2 (Y2)

Centro Diam. Menor Diam. Mayor Centro Diam. Menor Diam. Mayor Punto de Interseccion



Tabla No.3. Tabla de Clasificación de Perfiles de la Zona de Diseño Experimental.


Y Y Muestra1 5.00 -22.50 30.14662 5.00 -27.50 30.54973 5.00 -25.00 30.70574 5.00 27.50 31.20405 5.00 -22.50 31.27806 5.00 25.00 31.5593 6.00 7.41%7 10.00 -25.00 29.82188 10.00 -25.00 29.97339 10.00 -25.00 30.2757

10 10.00 -20.00 30.671211 10.00 -20.00 30.787512 10.00 -25.00 30.790913 10.00 -20.00 31.013614 10.00 -25.00 31.1641 8.00 9.88%15 15.00 -25.00 28.966216 15.00 -25.00 29.149717 15.00 -20.00 29.303818 15.00 -20.00 29.566619 15.00 -20.00 29.771720 15.00 -25.00 29.781221 15.00 -25.00 29.865822 15.00 -20.00 30.245123 15.00 -20.00 30.430524 15.00 -15.00 30.435925 15.00 -25.00 30.532726 15.00 -15.00 30.551227 15.00 -15.00 30.623328 15.00 -20.00 30.987629 15.00 -15.00 31.184830 15.00 -20.00 31.434531 15.00 -15.00 31.4653 17.00 20.99%32 20.00 -25.00 28.914733 20.00 -15.00 29.103434 20.00 -15.00 29.124835 20.00 -25.00 29.148036 20.00 -15.00 29.385537 20.00 -10.00 29.691238 20.00 -20.00 29.696539 20.00 -10.00 29.735240 20.00 -20.00 29.752041 20.00 -25.00 29.833542 20.00 -10.00 29.988843 20.00 -15.00 29.998844 20.00 -15.00 30.040945 20.00 -20.00 30.360246 20.00 -25.00 30.778247 20.00 -20.00 30.821548 20.00 -5.00 31.007249 20.00 -5.00 31.119050 20.00 -10.00 31.329651 20.00 -15.00 31.3332 20.00 24.69%

Zona de Diseño Experimental.

Tabla No.3. Clasificacion de Perfiles de la



289

Tabla No.4. Tabla que contiene los últimos 20 Perfiles de Diseño.


Y Y Muestra32 20.00 -5.00 31.007233 20.00 -5.00 31.1190 2.00 10.00%34 20.00 -10.00 29.691235 20.00 -10.00 29.735236 20.00 -10.00 29.988837 20.00 -10.00 31.3296 4.00 20.00%38 20.00 -15.00 29.103439 20.00 -15.00 29.124840 20.00 -15.00 29.385541 20.00 -15.00 29.998842 20.00 -15.00 30.040943 20.00 -15.00 31.3332 6.00 30.00%44 20.00 -20.00 29.696545 20.00 -20.00 29.752046 20.00 -20.00 30.360247 20.00 -20.00 30.8215 4.00 20.00%48 20.00 -25.00 28.914749 20.00 -25.00 29.148050 20.00 -25.00 29.833551 20.00 -25.00 30.7782 4.00 20.00%

Pefil de diseño para el Túnel de Viento.

Tabla No.4. Clasificacion de los 20 Perfiles de

acuerdo a la Localizacion del Centro de Elipses.



Tabla No.5. Tabla de Medición de Velocidades en Cámara de Pruebas. Ventilador No.1. (Sin Pantallas).



0.20

3.88%

5.22 6.34 5.19

2.10%

0.11 0.11

1.80%



1/81/41/23/47/81

0

Tabla No. 5. Medición Velocidades en Cámara de PruebasVentilador No.1 (Sin Pantallas).

(Promedio Extremos/Centro)

Prom. Velocidad Area Diseño1/8 a 7/8 Longitudinal

% Caída Velocidad General(Prom. Extremos/ Prom.Centro)

Desviación EstándarArea de Diseño

% Caída Vel. Area de Diseño(Prom.Extremos/Centro) 1/2 15.87%


16.34%

19.06% 23.11% 14.74%



291

Tabla No.6. Tabla de Medición de Velocidades en Difusor de Salida. Ventilador No.1. (Sin Pantallas).


Posición Vertical

20.46% 8.01% 27.85%

Prom. Velocidad Area Diseño1/8 a 7/8 LongitudinalDesviación Estándar

Area de Diseño

1.81 2.94 1.66

0.37 0.24 0.46


1/62/31/22/3

Tabla No. 6. Medición Velocidades en Difusor de SalidaVentilador No.1 (Sin Pantallas).

0

5/61


% Caída Velocidad por Eje(Promedio Extremos/Centro) 69.68% 71.09% 69.88%




Tabla No.7. Tabla de Medición de Velocidades en Cámara de Pruebas. Ventilador No.1. (Pantalla Color Azul).


Tabla No.7. Medición Velocidades en Cámara de PruebasVentilador No.1 (Pantalla Azul).

0


1/81/41/23/47/81



19.40% 23.66% 23.75%





293

Tabla No.8. Tabla de Medición de Velocidades en Cámara de Pruebas. Ventilador No.1. (Pantalla Color Amarilla).


Tabla No.8. Medición Velocidades en Cámara de PruebasVentilador No.1 (Pantalla Amarilla).

0


1/81/41/23/47/81


% Caída Velocidad General 19.97%(Promedio Extremos/Centro)

19.58% 11.93%






Tabla No.9. Tabla de Medición de Velocidades en Cámara de Pruebas. Ventilador No.1. (Pantalla Color Naranja).


Tabla No.9. Medición Velocidades en Cámara de PruebasVentilador No.1 (Pantalla Naranja).

0


1/81/41/23/47/81



17.98% 21.15% 14.61%





295

Tabla No.10. Tabla de Medición de Velocidades en Cámara de Pruebas. Ventilador No.1. (Pantalla Color Rojo).


Posición Vertical

Prom. Velocidad Area Diseño

4.48%4.57% 6.39%

1/8 a 7/8 LongitudinalDesviación Estándar

Area de Diseño

4.62 5.58 4.25

0.21 0.190.36



7/81


1/81/41/23/4

Tabla No. 10. Medición Velocidades en Cámara de PruebasVentilador No.1 (Pantalla Roja).

0

Posicion Horizontal


(Promedio Extremos/Centro) 17.75% 13.98% 15.88%



Tabla No.11. Tabla de Trazo de la Espiral Logarítmica para la Cacasa del Ventilador No.2.

Punto Theta r x y Punto0.00 13.680 13.680 0.000 0.0000.25 0.07854 0.00664 1.00667 13.7711992 13.729 1.080 0.250.50 0.15708 0.01329 1.01338 13.8630064 13.692 2.169 0.500.75 0.23562 0.01993 1.02013 13.9554256 13.570 3.258 0.751.00 0.31416 0.02658 1.02693 14.0484609 13.361 4.341 1.001.25 0.39270 0.03322 1.03378 14.1421165 13.066 5.412 1.251.50 0.47124 0.03987 1.04067 14.2363965 12.685 6.463 1.501.75 0.54978 0.04651 1.04761 14.3313049 12.219 7.488 1.752.00 0.62832 0.05316 1.05459 14.4268461 11.672 8.480 2.002.25 0.70686 0.05980 1.06162 14.5230242 11.043 9.432 2.252.50 0.78540 0.06644 1.06870 14.6198435 10.338 10.338 2.502.75 0.86394 0.07309 1.07583 14.7173083 9.558 11.191 2.753.00 0.94248 0.07973 1.08300 14.8154228 8.708 11.986 3.003.25 1.02102 0.08638 1.09022 14.9141914 7.793 12.716 3.253.50 1.09956 0.09302 1.09749 15.0136185 6.816 13.377 3.503.75 1.17810 0.09967 1.10480 15.1137084 5.784 13.963 3.754.00 1.25664 0.10631 1.11217 15.2144655 4.701 14.470 4.004.25 1.33518 0.11296 1.11958 15.3158944 3.575 14.893 4.254.50 1.41372 0.11960 1.12705 15.4179995 2.412 15.228 4.504.75 1.49226 0.12625 1.13456 15.5207852 1.218 15.473 4.755.00 1.57080 0.13289 1.14212 15.6242562 0.000 15.624 5.005.25 1.64934 0.13953 1.14974 15.728417 -1.234 15.680 5.255.50 1.72788 0.14618 1.15740 15.8332722 -2.477 15.638 5.505.75 1.80642 0.15282 1.16512 15.9388264 -3.721 15.498 5.756.00 1.88496 0.15947 1.17289 16.0450843 -4.958 15.260 6.006.25 1.96350 0.16611 1.18071 16.1520506 -6.181 14.923 6.256.50 2.04204 0.17276 1.18858 16.25973 -7.382 14.487 6.506.75 2.12058 0.17940 1.19650 16.3681272 -8.552 13.956 6.757.00 2.19912 0.18605 1.20448 16.4772471 -9.685 13.330 7.007.25 2.27766 0.19269 1.21251 16.5870944 -10.773 12.613 7.257.50 2.35620 0.19933 1.22059 16.6976741 -11.807 11.807 7.507.75 2.43474 0.20598 1.22873 16.8089909 -12.782 10.916 7.758.00 2.51328 0.21262 1.23692 16.9210499 -13.689 9.946 8.008.25 2.59182 0.21927 1.24516 17.0338558 -14.524 8.900 8.258.50 2.67036 0.22591 1.25347 17.1474139 -15.279 7.785 8.508.75 2.74890 0.23256 1.26182 17.261729 -15.948 6.606 8.759.00 2.82744 0.23920 1.27023 17.3768061 -16.526 5.370 9.009.25 2.90598 0.24585 1.27870 17.4926505 -17.009 4.083 9.259.50 2.98452 0.25249 1.28723 17.6092671 -17.392 2.755 9.509.75 3.06306 0.25913 1.29581 17.7266612 -17.672 1.391 9.7510.00 3.14160 0.26578 1.30445 17.8448379 -17.845 0.000 10.0010.25 3.22014 0.27242 1.31314 17.9638024 -17.908 -1.410 10.2510.50 3.29868 0.27907 1.32190 18.08356 -17.861 -2.829 10.5010.75 3.37722 0.28571 1.33071 18.204116 -17.701 -4.250 10.7511.00 3.45576 0.29236 1.33958 18.3254757 -17.429 -5.663 11.0011.25 3.53430 0.29900 1.34851 18.4476445 -17.043 -7.060 11.2511.50 3.61284 0.30565 1.35750 18.5706277 -16.546 -8.431 11.5011.75 3.69138 0.31229 1.36655 18.6944308 -15.940 -9.768 11.7512.00 3.76992 0.31894 1.37566 18.8190592 -15.225 -11.062 12.0012.25 3.84846 0.32558 1.38483 18.9445185 -14.405 -12.304 12.2512.50 3.92700 0.33222 1.39407 19.0708142 -13.485 -13.485 12.5012.75 4.00554 0.33887 1.40336 19.1979518 -12.468 -14.598 12.7513.00 4.08408 0.34551 1.41271 19.325937 -11.359 -15.635 13.0013.25 4.16262 0.35216 1.42213 19.4547754 -10.165 -16.588 13.2513.50 4.24116 0.35880 1.43161 19.5844728 -8.891 -17.450 13.5013.75 4.31970 0.36545 1.44116 19.7150348 -7.544 -18.214 13.7514.00 4.39824 0.37209 1.45077 19.8464672 -6.133 -18.875 14.0014.25 4.47678 0.37874 1.46044 19.9787758 -4.664 -19.427 14.2514.50 4.55532 0.38538 1.47017 20.1119665 -3.146 -19.864 14.5014.75 4.63386 0.39202 1.47997 20.246045 -1.588 -20.184 14.7515.00 4.71240 0.39867 1.48984 20.3810175 0.000 -20.381 15.0015.25 4.79094 0.40531 1.49977 20.5168897 1.610 -20.454 15.2515.50 4.86948 0.41196 1.50977 20.6536678 3.231 -20.399 15.5015.75 4.94802 0.41860 1.51984 20.7913577 4.854 -20.217 15.7516.00 5.02656 0.42525 1.52997 20.9299655 6.468 -19.906 16.0016.25 5.10510 0.43189 1.54017 21.0694974 8.063 -19.466 16.2516.50 5.18364 0.43854 1.55044 21.2099594 9.629 -18.898 16.5016.75 5.26218 0.44518 1.56077 21.3513579 11.156 -18.205 16.7517.00 5.34072 0.45182 1.57118 21.493699 12.634 -17.389 17.0017.25 5.41926 0.45847 1.58165 21.6369891 14.052 -16.453 17.2517.50 5.49780 0.46511 1.59220 21.7812344 15.402 -15.401 17.5017.75 5.57634 0.47176 1.60281 21.9264414 16.673 -14.240 17.7518.00 5.65488 0.47840 1.61350 22.0726163 17.857 -12.974 18.0018.25 5.73342 0.48505 1.62425 22.2197658 18.946 -11.610 18.2518.50 5.81196 0.49169 1.63508 22.3678963 19.930 -10.155 18.5018.75 5.89050 0.49834 1.64598 22.5170142 20.803 -8.617 18.7519.00 5.96904 0.50498 1.65695 22.6671263 21.558 -7.004 19.0019.25 6.04758 0.51163 1.66800 22.8182392 22.188 -5.326 19.2519.50 6.12612 0.51827 1.67912 22.9703594 22.688 -3.593 19.5019.75 6.20466 0.52491 1.69031 23.1234938 23.052 -1.814 19.7520.00 6.28320 0.53156 1.70158 23.2776491 23.278 0.000 20.00

Tabla de trazo para una Espiral Logaritmica.Ventilador No.2.



297

Tabla No.12. Tabla de Medición de Velocidades en Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. (Sin Pantallas). Velocidad Baja.



7.57% 4.07% 3.18%




0

6L / 8

Tabla No. 11. Medición Velocidades en Cámara de PruebasVentilador No.2 Velocidad Baja. (Sin Pantallas).

L / 16L / 8L / 43L / 8L / 25L / 8


7L / 815L / 16

1





Tabla No.13. Tabla de Medición de Velocidades en Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. (Sin Pantallas). Velocidad Media.



6.84

0.14 0.48 0.41

6.96 8.32Prom. Velocidad Area Diseño

% Caída Velocidad General 18.13%

Desviación Estándar1/8 a 7/8 Longitudinal

Area de Diseño


Tabla No. 12. Medición Velocidades en Cámara de Pruebas


5L / 86L / 87L / 8

15L / 161

L / 8L / 43L / 8L / 2

Ventilador No.2 Velocidad Media. (Sin Pantallas).

0L / 16

2.05% 5.72% 5.98%

23.80% 16.49%





299

Lectura Anem. Digital Anem. AletaLectura No.1 9.10 9.70Lectura No.2 9.10 9.60Lectura No.3 9.20 9.60Lectura No.4 9.00 9.60Lectura No.5 8.90 9.60Lectura No.6 9.00 9.70Lectura No.7 9.10 9.60Lectura No.8 9.20 9.60Lectura No.9 9.30 9.60

Lectura No.10 9.30 9.50Lectura No.11 9.40 9.60Lectura No.12 9.40 9.90Lectura No.13 9.40 9.70Lectura No.14 9.30 9.80Lectura No.15 9.40 9.70Lectura No.16 9.40 9.70Lectura No.17 9.30 9.70Lectura No.18 9.40 9.70Lectura No.19 9.20 9.80Lectura No.20 9.40 9.60Lectura No.21 9.40 9.50Lectura No.22 9.40 9.80Lectura No.23 9.30 9.80Lectura No.24 9.30 9.80Lectura No.25 9.30 9.90Lectura No.26 9.30 9.80Lectura No.27 9.40 10.00Lectura No.28 9.40 9.90Lectura No.29 9.50 9.90Lectura No.30 9.40 9.80Lectura No.31 9.40 9.90Lectura No.32 9.30 9.90Lectura No.33 9.40 10.10Lectura No.34 9.40 10.10Lectura No.35 9.50 9.90Lectura No.36 9.40 9.90Lectura No.37 9.40 9.80Lectura No.38 9.40 10.00Lectura No.39 8.90 9.60

Calibracion AnemometrosPunto: L / 2 Eje: Centro

Correlación Velocidades Anemómetros Utilizados.y = 0.5014x + 5.0997

R2 = 0.2453

9.30

9.40

9.50

9.60

9.70

9.80

9.90

10.00

10.10

10.20

8.70 8.80 8.90 9.00 9.10 9.20 9.30 9.40 9.50 9.60 9.70

Anemometro Digital

Anem

omet

ro P

ale

Serie1 Lineal (Serie1)

Tabla No.14 y 15. Tabla de Comparativa Velocidades entre Anemómetros en Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. (Sin Pantallas). Velocidad Alta. Y Tabla de Correlación.



Tabla No.16. Tabla de Promedio de Velocidades entre Anemómetros en Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. (Sin Pantallas). Velocidad Alta.

No. Lectura Anem. Digital Anem. Aleta Promedio por LecturaLectura No.1 9.10 9.70 1.07Lectura No.2 9.10 9.60 1.05Lectura No.3 9.20 9.60 1.04Lectura No.4 9.00 9.60 1.07Lectura No.5 8.90 9.60 1.08Lectura No.6 9.00 9.70 1.08Lectura No.7 9.10 9.60 1.05Lectura No.8 9.20 9.60 1.04Lectura No.9 9.30 9.60 1.03Lectura No.10 9.30 9.50 1.02Lectura No.11 9.40 9.60 1.02Lectura No.12 9.40 9.90 1.05Lectura No.13 9.40 9.70 1.03Lectura No.14 9.30 9.80 1.05Lectura No.15 9.40 9.70 1.03Lectura No.16 9.40 9.70 1.03Lectura No.17 9.30 9.70 1.04Lectura No.18 9.40 9.70 1.03Lectura No.19 9.20 9.80 1.07Lectura No.20 9.40 9.60 1.02Lectura No.21 9.40 9.50 1.01Lectura No.22 9.40 9.80 1.04Lectura No.23 9.30 9.80 1.05Lectura No.24 9.30 9.80 1.05Lectura No.25 9.30 9.90 1.06Lectura No.26 9.30 9.80 1.05Lectura No.27 9.40 10.00 1.06Lectura No.28 9.40 9.90 1.05Lectura No.29 9.50 9.90 1.04Lectura No.30 9.40 9.80 1.04Lectura No.31 9.40 9.90 1.05Lectura No.32 9.30 9.90 1.06Lectura No.33 9.40 10.10 1.07Lectura No.34 9.40 10.10 1.07Lectura No.35 9.50 9.90 1.04Lectura No.36 9.40 9.90 1.05Lectura No.37 9.40 9.80 1.04Lectura No.38 9.40 10.00 1.06Lectura No.39 8.90 9.60 1.08Promedios 9.30 9.76 1.05

Promedio de Promedios

Tabla No. 15. Promedio de Velocidades entre Anemómetros.

9.53 1.05



301

Tabla No.17. Tabla de Medición de Velocidades en Cámara de Pruebas. Ventilador No.2. (Sin Pantallas). Velocidad Alta.

Izquierdo Centro Derecho9.30 10.06 8.36

10.53 11.65 9.5910.34 11.28 9.8710.34 11.37 9.7710.34 11.47 9.6810.34 11.75 10.1510.62 12.22 10.3410.43 12.12 10.8110.71 11.94 10.7111.28 12.12 10.157.71 10.53 8.93

10.18 11.50 9.850.94 0.68 0.72

Posicion Horizontal

2.91% 2.98% 4.33%

12.93%

Area de Diseño



Porcentaje de Variación


1Velocidad Promedio

Desviación Estándar Gral por Eje

% Caída Velocidad General


Medición Velocidades en Cámara de PruebasVentilador No.2 Velocidad Alta. (Sin Pantallas).

0

Posición Vertical

L / 16L / 8L / 43L / 8L / 25L / 86L / 87L / 8

15L / 16

19.36% 12.56% 14.55%(Promedio Extremos/Centro)

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