Informe Coeficiente de Arrastre
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Coeficiente de arrastre en vehículos...
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COEFICIENTE DE ARRASTRE 1. OBJETIVO: VO: 2.1.
GENERAL
Determinar el coeficiente de arrastre de tres diferentes modelos de carros a escala, a través de un túnel de agua, para analizar la diferencia existente de su valor teórico con lo obtenido experimentalmente
2.2. -
ESPECÍFÍCOS Obse Observ rvar ar el perf perfilil de velo veloci cida dade dess que se gene genera ra cuand cuando o un dete determ rmin inad ado o fluido pasa por el objeto (arro a escala!
-
Determ Determina inarr la fuerza fuerza de arras arrastre tre,, la misma misma que se se produc produce e cuand cuando o el fluido fluido impacta con la sección transversal del carro " anotar su valor#
-
$erifi $erificar car si afecta afecta o no la fuerza fuerza de arrast arrastre re al momento momento de cambia cambiarr el caudal, abriendo toda la v%lvula, a la mitad " cuando se genera un caudal m&nimo#
2. MET METODOLO DOLOGÍ GÍA A 'n flujo de agua pasa por un ducto rectangular, generado por una bomba ubicada en un extremo del banco para calcular el coeficiente e arrastre de un objeto# l fluido impacta en la sección transversal delantera del ve)&culo a escala, se gene genera ra un perf perfilil de velo veloci cida dade dess de acue acuerd rdo o a la geom geomet etr& r&a a del del carro carro,, el dinamómetro recorre " arroja un valor, que ser% la fuerza de arrastre generada de la probeta#
3. EQUIPO EQUIPOS S Y MA MAT TERIALES ERIALES:: *# +gua # Din Dinamó amómetr metro o # .anco .anco para para medir coeficien coeficientes tes de arrast arrastre re
/ig*#- .anco para medir coeficientes de arrastre
4. MARCO TEORICO: Co!"#"$% & A''()%' 0ara el coeficiente de arrastre se puede utilizar muc)os objetos pero para nuestra practica )emos utilizado ve)&culos, los cuales en la pr%ctica se somete a pruebas aerodin%micas con aire, pero en este caso para la materia de 1ec%nica de fluidos, trataremos de averiguar " compara si efectivamente los coeficiente de arrastre se asemejan a los de una tabla que a continuación presentaremos# A'o&"$*+"#( 2a aerodin%mica es la parte de la mec%nica de fluidos que se encarga de estudiar los fenómenos que se originan cuando existe movimiento relativo entre un sólido " el fluido gaseoso que lo rodea, determinando las presiones " fuerzas que se van a generar# 2a magnitud de las fuerzas aerodin%micas que se generan cuando un ve)&culo se desplaza por la carretera, va a depender de las caracter&sticas del aire (viscosidad " densidad! " del sólido# l sólido, en este caso un automóvil, )a de considerarse su forma, su rugosidad superficial, el %rea de contacto con el agua ", sobre todo, la velocidad relativa entre éste " el agua#
/ig#-*# $e)&culo en contacto con el agua
+ continuación se presenta las referencias donde nosotros obtuvimos los coeficientes de arrastre
/ig#- 3eferencias de coeficiente de arrastre de sólidos " ve)&culos
De esta tabla nosotros )emos escogido tres modelos que representan un coeficiente de arrastre distinto entre el m%s alto, uno mu" bajo " uno que se mantiene bajo los est%ndares de otros ve)&culos sin tomar la forma compleja de su geometr&a# 0resentamos sus caracter&sticas " coeficientes de arrastre4
V,#/o C"%'o0$ G) C('(#%')%"#() &/ #(''o Co$)%'#%o': itro5n Años de producción: *678-*69* (:;! < *676-*69= (:;+! Producción total 4 *#96=#7> unidades (:;! < ?7=#7?7 unidades (:;+! Modelo precedente 4 ninguno Modelo siguiente4 itro5n .@ Clase4 .erlina Motores: *8*? a *66 cmA Transmisión4 0or tracción Longitud 4 >88 mm Ancho4 *=88 mm Alto: *?8 mm Peso4 688 a 6?8 Bg Plataforma común4 Co existe
/ig>#- itroen :s oeficiente arrastre 8,8
/ig>#*#- 0rincipales dimensiones itroen :s
A/!( 'o+o 1 C('(#%')%"#() D")%'"#"$: + accionado mediante correa dentada, taqués )idr%ulicos N5+'o & #"/"$&'o): > en l&nea V*/6/() 7o' #"/"$&'o: > C"/"$&'(&( 8##9: *6*8 Po%$#"( M*"+(: *?8 v < >#888 r#p#m# D"*+%'o & ;"'o4 **,* m L(';o 8+"/+%'o)9: >#==8 mm A$#,o 8+"/+%'o)94 *#99 mm A/%o 8+"/+%'o)94 *#>*7 mm D")%($#"( $%' *9 + 89 < *9 + *#89 (2! C"#/o4 > tiempos, %rbol de levas a la cabeza, v%lvulas a la cabeza U"#(#"$4 Delantero transversal C(7(#"&(& Co+)%"/ 8/"%'o)!4 9 P)o V(#"o 8;9: 98 L(';o 8++9: #99> A$#,o 8++9: *#?68 A/%o 8++9: *#>8 D")%($#"( $%' E>9
/ig=#- /iat *9 oeficiente de arrastre 8,>9
/ig#?#*#- 0rincipales Dimensiones /iat *9
FORMLA! PARA CALCLAR "L CO"F#C#"$T" %" ARRA!TR"
2os cuerpos que est%n sometidos a la acción de un flujo de fluido generalmente agua o aire, es decir, flujos externos a través de ellos, experimentan una fuerza de resistencia a su paso, esta fuerza denominada fuerza de arrastre involucra un coeficiente d (coeficiente de arrastre! en su ecuación matem%tica que a continuación se presenta " que est% asociada con un modelo de superficie en particular# C d=
2 F d 2
ρv A
D$&: F&4 /uerza de arrastre : Densidad del fluido V: $elocidad del fluido A: Frea de referencia# $ota:
2a densidad del fluido lo tomamos a una temperatura ambiente alrededor de *? o, la velocidad lo vamos a calcular en función del caudal, aqu& )a" que tomar una consideración, en la pr%ctica probamos con 7, =,? " > ll
/uerza de arrastre calculada con HG7 ¿/ s Q =V . A 3
0,007 m / s =V (( 0,1)( 0,079) m
3
0,007 m / s =V ( 0,0079 m
2
2
)
)
V =0,886 m/ s 2 Fd Cd = 2 ρ . V A
Frea aproximada del itro5n :s 8,8 m2 Cd =
2 ( 3 N )
(
1000
Cd =0,334
kg m
3
)( .
0,88 m
s
)( 2
0,022)
/uerza de arrastre calculada con HG=,? ¿/ s Q=V . A 3
0,00 65 m / s = V ( m
2
)
V =m / s 2 Fd Cd = 2 ρ . V A
Cd =
2 Fd
(
kg
) ( ) ()
m 1000 3 . s m
2
/uerza de arrastre calculada con HG> ¿/ s Q =V . A 3
0,00 4 m / s = V ( m
2
)
V =m / s
2 Fd Cd = 2 ρ . V A
Cd =
2 Fd
(
kg
) ( ) ()
m 1000 3 . s m
2
A/!( 'o+o 1 D$o+"$(#"$ ;imbolog&a 'nidades
V/o#"&(& !/"&o m9
Cd =
2 ( 4,5 N )
(
1000
kg m
3
)( .
0,886 m
s
)( 2
0,024 m
2
)
Cd =0,48
/uerza de arrastre calculada con HG=,? ¿/ s Q=V . A 3
0,00 65 m / s = V ( m
2
)
V =m / s 2 Fd Cd = 2 ρ . V A
Cd =
2 Fd
(
kg
) ( ) ()
m 1000 3 . s m
2
/uerza de arrastre calculada con HG> ¿/ s Q =V . A 3
0,00 4 m / s = V ( m
2
)
V =m / s
2 Fd Cd = 2 ρ . V A
Cd =
2 Fd
(
kg
) ( ) ()
m 1000 3 . s m
2
F"(% 12@ D$o+"$(#"$ ;imbolog&a 'nidades
V/o#"&(& !/"&o m ¿/ s Q=V . A 3
0,004 m / s = V ( m
2
)
V =m / s
2 Fd Cd = 2 ρ . V A
Cd =
2 Fd
(
kg
) ( ) ()
m 1000 3 . s m
2
O)'6(#"o$) 'na de las primeras observaciones de la pr%ctica es la capacidad de caudal del aparato "a que existe una v%lvula a lado derec)o del controlador, " que genera un caudal m%ximo de 7 l
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