Guia Lab Oratorio Distribucion Presiones Alrededor Cilindro
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8/3/2019 Guia Lab Oratorio Distribucion Presiones Alrededor Cilindro
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UNIVERSIDAD DE ANTOFAGASTA
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA
INGENIERIA MECANICA
TERMOFLUIDOS
GUIA DE LABORATORIO
ASIGNATURA
MECANICA DEMECANICA DE FLUIDOS IIFLUIDOS II
DISTRIBUCION DE PRESIONES ALREDEDOR DE UNDISTRIBUCION DE PRESIONES ALREDEDOR DE UN
CILINDROCILINDRO
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TITULO: DISTRIBUCION DE PRESIONES ALREDEDOR DE UN CILINDRO
1 OBJETIVO
Determinar en forma experimental, la distribucin de presiones alrededor de un cilindro, bajo la
accin de un flujo
2 BASE CONCEPTUAL
Un fluido uniforme fluye en direccin positiva del eje X, y un cilindro de radio a , se localiza en el origen
El potencial complejo para flujo alrededor del cilindro est dado por
)/( 2 ZaZUFo
+= (1)
Figura 1. Flujo potencial alrededor de un cilindro de seccin circular
La funcin de corriente se obtiene a partir de la ecuacin (1) y est dada por:
)(2
senrarsenU
o= (2)
El potencial de velocidad , est dado por:
)1( 22 raXUo
+= (3)
2
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El campo de velocidades puede hallarse de:
idZ
dF=
)12cos(2
= r
aU
o
22
senr
aU
o=
En coordenadas polaresr
V y V son:
cos)1(2
2
r
aUV
or=
senr
a
UV o )1( 2
2
+=
222
VVV r +=
++= )cos(
21
22
2
2
4
42 sen
r
a
r
aUV
o
De la ecuacin de Bernoulli puede determinarse la presin alrededor del cilindro
ooooPVPVP
=+=+22
22
Donde:
oP , es la presin de estancamiento, donde V , sea cero
ooP , es la presin de la corriente donde V es oV
Sobre la superficie del cilindro ar =
)cos1(2
2 222
+== sen
VP
arP oo
222 senVP
arP
o
o=
=
En el cilindro
2222 4 senUVVoo
==
3
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Donde:
2
24
21
sen
U
PP
o
o =
En la prctica, la presin esttica de la corriente sin turbulencia ooP , puede usarse como una buena
aproximacin
1. La ecuacin de energa puede expresarse como:
2
2
1VPP
o=
Por lo tanto,
2
2
21
=
oo
o
U
V
V
PP
2. En el cilindro, 2222 4 senUVV oo == , de donde:
2
24
21
sen
V
PP
o
o =
En una prueba real, la presin esttica de la corriente sin turbulencia ooP , puede ser una variable de
referencia ms apropiada, si
2
21 oooo UPP =
El ndice no adimensional
2
22
2
21
)2
1()2
1(
21
o
ooo
o
oo
U
UPVP
U
PP
=
2
241
21
sen
U
PP
o
o =
4
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3 EXPERIENCIA DE LABORATORIO
3.1 EQUIPO Y MATERIALES
Tnel de viento
Cilindro con toma de presin
Instrumento Medidor de velocidad, presin y flujo, marca Fluke.
3.2 PROCEDIMIENTO
Montar el cilindro en la seccin de prueba del tnel, conectando la toma de presin de ste al
manmetro mltiple.
Instalar el tubo de Pitot del flujmetro en el tnel de viento.
Conectar el tnel a la red elctrica y encenderlo.
Regular el cilindro para que el orificio de registro de presin quede a cero grados en la direccin
del viento.
Registrar las mediciones de presiones, presin diferencial del cilindro en el manmetro del tnel y
presiones total y esttica y velocidad del aire con el flujmetro.
Girar el cilindro, en un intervalo de grados, hasta alcanzar los 180 y registrar la presin
diferencial por cada aumento de giro.
Hacer retroceder la garganta del tnel (con la manilla de control de avance y retroceso del tnel),
para variar la velocidad del flujo
Realizar los cuatro pasos anteriores, hasta completar las mediciones deseadas.
3.3 OBTENCION DE LOS DATOS
Los datos registrados llevarlos a la tabla 1**** modificar la tabla******************
Tabla1. Datos registrados.
Angulo () Velocidad (m/s) Presin total (Pa) Presin Esttica (Pa) h (mm.c.a.)
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4 PRESENTACION DE LOS DATOS
Para cada velocidad registrada crear la tabla 2
Tabla 2.V (km/hr): _______
Presin esttica (PE): _____
Presin de estancamiento (PT): _____
2
241
21
sen
U
PP
o
o =
Grados Presin perifrica CV CV (terico)
0
180
Graficar la curva terica de presiones v/s grados
Graficar las curvas obtenidas v/s grados para cada velocidad del viento registrada
conclusiones
6
