Autor: José Miguel Sánchez López Tutor: Pedro Manuel Quintero Igeño Cotutor: Francisco González Pajuelo TRABAJO DE FIN DE GRADO: DISEÑO DE UNA BALANZA PARA TÚNEL DE VIENTO SUBSÓNICO GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL

ÍNDICE Problema y Objetivos Conceptos Aerodinámicos Túnel de Viento Balanza Aerodinámica Equipo Actual y solución Diseño Sistema de Medición Costes Futuros Conclusión Trabajos Futuros

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA PROBLEMA Y OBJETIVOS PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Se dispone de una balanza capaz de medir dos componentes de seis posibles. Necesidad de realizar ensayos que nos ofrezcan una mayor información en el túnel de viento. Existe un elevado desgaste en el equipo actual. OBJETIVOS Estudio de la balanza disponible actualmente. Profundizar en el conocimiento de los elementos empleados en un túnel de viento. Diseño de un nuevo prototipo de balanza aerodinámica más completa y precisa para medir fuerzas y momentos sobre un cuerpo.

CONCEPTOS AERODINÁMICOS BALANZAS AERODINÁMICAS Medida de fuerzas y momentos que aparecen sobre un cuerpo inmerso en una corriente de aire. REQUISITOS: Alta sensibilidad Linealidad y Repetitividad Baja histéresis Baja interacción entre componentes Baja sensibilidad a la temperatura

CONCEPTOS AERODINÁMICOS AERODINÁMICA Fuerzas y Momentos Aerodinámicos

CONCEPTOS AERODINÁMICOS TEORÍA AERODINÁMICA Teorema de Pi Buckingham Números Adimensionales Número de Reynolds Número de Mach Teoría de la Semejanza Semejanza Geométrica Semejanza cinemática Semejanza dinámica 𝑅𝑒= 𝜌·𝑉·𝑙 𝜇 𝑀= 𝑉 𝑎 𝐿 𝑟𝑒𝑙 = 𝐿 𝑚𝑜𝑑 𝐿 𝑝𝑟𝑜 𝑉 𝑟𝑒𝑙 = 𝑉 𝑚𝑜𝑑 𝑉 𝑝𝑟𝑜 𝐹 𝑟𝑒𝑙 = 𝑚 𝑚𝑜𝑑 · 𝑎 𝑚𝑜𝑑 𝑚 𝑝𝑟𝑜 · 𝑎 𝑝𝑟𝑜 = 𝜌 𝑚𝑜𝑑 · 𝐿 𝑚𝑜𝑑 3 𝜌 𝑝𝑟𝑜 · 𝐿 𝑝𝑟𝑜 3 · 𝐿 𝑟𝑒𝑙 𝑇 𝑟𝑒𝑙 2 = 𝜌 𝑟𝑒𝑙 · 𝐿 𝑟𝑒𝑙 2 · 𝑉 𝑟𝑒𝑙 2

TÚNEL DE VIENTO Circuito Cerrado Circuito Abierto Sección Abierta Sección Cerrada

BALANZA AERODINÁMICA BALANZAS EXTERNAS BALANZAS INTERNAS Balanza de alambre Balanza de plataforma Balanza de yugo Balanza piramidal BALANZAS INTERNAS

EQUIPO ACTUAL Y SOLUCIÓN DIAGNÓSTICO EQUIPO ACTUAL

EQUIPO ACTUAL Y SOLUCIÓN POSIBLES SOLUCIONES. Puesta a punto equipo actual. Diseño equipo simple. Diseño equipo completo BALANZA EXTERNA DE PLATAFORMA

DISEÑO SISTEMA DE MEDICIÓN

DISEÑO SISTEMA DE MEDICIÓN

DISEÑO SISTEMA DE MEDICIÓN Sistema de adquisición de datos iNET-400 Célula de carga LCM201 Perfil “Fasten” Actuador lineal eléctrico LA22

COSTES FUTUROS

CONCLUSIONES Necesidad de un adecuado diseño de la balanza para futuros ensayos complejos. Estima de las fuerzas y momentos importante para una adecuada selección de las células de carga. Necesidad de diseñar una balanza aerodinámica lo más robusta posible. Se ha de tener en cuenta un alto número de parámetros para el diseño final de la balanza.

TRABAJOS FUTUROS Fabricación e instalación de la balanza diseñada para el túnel de viento. Diseñar estructura de calibrado de la balanza. Realizar diversos ensayos con perfiles estandarizados para comprobar que la balanza funciona correctamente. Realizar ensayos en los que, gracias a la balanza diseñada, se puede extraer una mayor cantidad de información.

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN