1

Laboratorio de Mecánica de Fluidos II

Practica 5– Fuerza De Arrastre y Sustentación para cuerpos Romos y

Aerodinámicos.

7 de agosto del 2015, I termino académico

Rueda Palacios Jonathan Ricardo

Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción (FIMCP)

Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL)

Guayaquil-Ecuador

jonrirue@espol.edu.ec

Resumen

En la práctica realizada se analizó el efecto de las Fuerzas de arrastre (Fd) y de sustentación (Fl)

para los distintos cuerpos, pelota de golf de diámetro D=43mm, esferas lisas de diámetro,

D=43mm y D=50mm respectivamente, disco liso de diámetro, D=50mm; y por ultimo un alerón

(cuerpo aeroforme “ala NACA0015”).

Para el análisis del cuerpo aeroforme se fue variando el ángulo de incidencia del flujo de aire

manteniendo una velocidad del aire (flujo) de aproximadamente 15m/s.

“Para los modelos siguientes se tomó distintas mediciones variando la velocidad del flujo de

aire (en un porcentaje de potencia de 10 en 10 iniciando de 20% hasta llegar al 100%), para

cada modelo de cuerpo analizado.” “De las cuales se sacó un promedio para obtener las tablas

de resultados (6-7-8-9-10) las cuales corresponde a los valores de los coeficientes de arrastre y

el numero de Reynolds, para el caso de el aeroforme se obtuvo el coeficiente de sustentación y

la variación de ángulos.

En las distintas graficas (1-2-3-4) se podrá observar la comparación entre cuerpos de la misma

naturaleza para el caso de las esferas lisa y entre cuerpos de mismo diámetro en el caso de la

pelota de golf con la esfera de 43mm y el disco con la esfera lisa de 50mm; en el caso del

cuerpo aeroforme se comparan los coeficientes de arrastre y de sustentación (Cd, Cl) para cada

ángulo de incidencia.”

“Para obtener los datos se uso un software (C15-12-306 Wind Tunnel with Manometer.) Este

nos permitió variar la velocidad del ventilador del túnel de viento y el ángulo de incidencia.”

Palabras clave: Cuerpo aeroforme, Cuerpos Romos, NACA, Coeficiente de Arrastre,

Coeficiente de Sustentación.

Abstract

In this practice explored the effect of the forces of drag (Fd) and lift (Fl) for different

bodies, diameter golf ball D= 43mm, smooth spheres of diameter D = 43mm and D =

50mm respectively, smooth disk of diameter, D = 50mm; and finally a spoiler

(aeroforme body "NACA0015").

2

For the analysis of aeroforme body was by varying the angle of incidence of the air flow

while maintaining a speed of approximately 15 m/s air (flow) for the following models

took various measurements by varying the speed of the airflow (in a percentage of

power from 10 to 10 starting from 20% to finalized at 100%), for each model analyzed

body.

Of which got an average for the tables of results (6-7-8-9-10), which corresponds to the

values of the coefficients of drag and the number of Reynolds, in the case of the

aeroforme coefficient of Airfoil and the variation of angles were obtained.

In different graphs (1-2-3-4) you can see the comparison between the same nature in the

case of areas smooth bodies and bodies of same diameter in the case of the golf ball

with the 43 mm dial and the blade with the smooth sphere of 50 mm; in the case of the

body aeroforme comparing the coefficients of drag and lift (Cd, Cl) for each incidence

angle. To get the data using a software (C15-12-306 Wind Tunnel with Manometer.)

This allowed us to vary the speed of fan wind tunnel and the angle of incidence.

Key words: aeroform body, blunt bodies, NACA, drag coefficient, lift coefficient.

Resultados

Teniendo los siguientes parámetros

constantes para los distintos cuerpos

analizados pelota de golf D=43mm, esfera

lisa pequeña D=43mm, esfera lisa grande

D=50mm, disco liso D=50mm y un cuerpo

aeroforme con la norma NACA: 0015 el

cual la aérea proyectada de superficie varía

dependiendo del ángulo de incidencia del

flujo (Cos (α)= x/0.061, A=x*0,145).[3]

Y los datos tomados de la práctica los

cuales se encuentran tabulados en las

respectivas tablas# 1-2-3-4-5 en la sección

de Anexos.

Como resultados generales obtuvimos: las

curvas de los distintos coeficientes de

arrastre (Cd) comparando su aumento o

disminución dependiendo de la forma y

características de los cuerpos esto se

encuentra graficado en los gráficos# 1-2-3,

Para el cuerpo aeroforme se graficaron las

curvas de coeficiente de arrastre y

coeficiente de sustentación con su

respectivo ángulo de incidencia (Cd, Cl vs

α) se puede observar para el análisis en el

grafico#4.

Previamente a los gráficos de análisis de

comparación se realizaron los cálculos

respectivos para obtener los coeficientes

requeridos, los resultados de estos cálculos

están disponibles en las tablas# 6-7-8-9-10.

Los datos utilizados, cálculos

representativos y tablas se anexan al final

del reporte.

Análisis de los resultados,

conclusiones y

recomendaciones.

En esta práctica, se realizaron distintas

comparaciones entre todos los análisis de

los diferentes cuerpos mostrados. “Se

observa en las gráficas obtenidas que

muestran como varía el coeficiente de

arrastre con el número de Reynolds (Cd vs

Re).” “En estas gráficas podemos ver que

en general los coeficientes de arrastres

permanecen constates a partir de un cierto

3

número de Reynolds, es decir que para

flujos turbulentos los coeficientes de

arrastre son independientes del número de

Reynolds.”

Comparamos las esferas lisas de distinto

diámetro (43 mm y 50 mm):

Las Tablas de datos promediados que se

utilizó, son la número 2 y 3 en la sección de

Anexos; los resultados, se encuentran en las

tablas número 7 y 8, de la sección Anexos;

Como podemos observar, la gráfica número

2 obtenido para las diferentes curvas de las

distintas esferas de diferente diámetro.

“Las esferas lisas de 43 y 50 mm de

diámetro se observa que el flujo forma

zonas de estelas lo que crea una gradiente

de presión muy grande el cual es el

principal contribuidor al coeficiente de

arrastre la diferencia de las dos en la fuerza

de arrastre es poco perceptiva ya que no

varía mucho ambas tienen un

comportamiento parecido en la curva

analizada de la gráfica# 2.” Observamos

como los valores Cd son muy cercanos y

en algunos puntos iguales por ejemplo en el

caso del punto cuando la potencia del

ventilador esta 100% los coeficientes de

arrastre son Cd=0,5507 para la esfera

pequeña y Cd=0,5506 para la grande con

esto podemos concluir que por la diferencia

de diametro no se puede observar un

cambio considerable en la fuerza de arrastre

pero a medida que el diametro aumente

considerablemente este cambio en el

coeficiente de arrastre será severamente

notorio.

Comparación entre la bola de golf y la

esfera lisa, ambas del mismo diámetro (43

mm):

Las tablas de datos promedio, son la

número 1 y 2 de la sección Anexos; los

resultados, se encuentran en las tablas

número 6 y 7, de la sección Anexos;

además, las gráficas obtenidas son la

número 1, de la misma sección de Anexos.

“Comparando los resultados obtenidos para

la esfera lisa y la pelota de golf de 43 mm

de diámetro vemos que la pelota tiene

coeficientes de arrastre menores a pesar de

tener dimensiones y números de Reynolds

iguales.” “esto muestra el gran efecto que

tiene la rugosidad (alveolos) en la superficie

de los cuerpos sobres el Cd, lo que retrasa el

desprendimiento de la capa límite y

ocasionando una zona de estelas más

pequeña, es por eso que una pelota de golf

puede avanzar mucha mayor distancia que

una pelota lisa ya que la esfera lisa se

desprende más rápido la capa limite y como

la estella es mayor a la estella que se

produce en la pelota de golf esta se ve

envuelta en una mayor resistencia por

arrastre que la hace perder velocidad.” Por

este físico motivo las pelotas de golf son

diseñadas con esa rugosidad en forma de

alveolos para mantenerse con una mayor

velocidad y permanecer más tiempo en el

aire ya el coeficiente de arrastre disminuye

respecto al de la esfera lisa y con el

disminuye la resistencia que la haría

descender más rápido.[4]

Comparación entre el disco y la esfera lisa

grande, ambos de diámetro (50 mm):

“Las tablas de datos promedio, son la

número 3 y 4 de Anexos; los resultados, se

encuentran en las tablas número 8 y 9, en

Anexos; además, las gráficas obtenidas son

grafico# 3.”

“Al observar en las tablas de datos, el

número de Reynolds permanece

aproximadamente constante, (tabla número

8 para la esfera de 50 mm de diámetro y

tabla número 9 para el disco plano de 50

mm de diámetro) esto se da, ya que, la

longitud característica (diámetro), y demás

parámetros como la velocidad, densidad y

4

diferentes viscosidades del aire,

permanecen prácticamente constantes.”

“Los coeficientes de arrastre Cd son

mayores para al disco plano, esto es

razonable, ya que el disco se encontraba

posicionado con respecto al flujo de aire en

la práctica era vertical (90°) con respecto al

plano del cuerpo (disco), lo cual aumenta el

coeficiente de arrastre; y la esfera de igual

diámetro posee un perfil más aerodinámico

por así decirlo en comparación con el disco,

lo cual ayuda a vencer la fuerza de arrastre

ya que se forma una estella.” “Por lo tanto

disminuye el coeficiente de arrastre

notoriamente comparado con el coeficiente

de arrastre del disco.” “Se puede entender

esta comparación, en base al desarrollo de

los perfiles automovilísticos, a medida que

se crean perfiles más aerodinámicos, que

vencieren la fuerza de arrastre el coeficiente

de arrastre (Cd) disminuirá la geometría en

este análisis es el punto clave.”

Análisis para el Cuerpo Aeroforme; Ángulo

de ataque en el que se produce disminución

del coeficiente de sustentación.

(Explicación):

Como se puede observar en la gráfica# 4 en

Anexo, el ángulo de incidencia donde

comienza a caer bruscamente el coeficiente

de sustentación (Cl) es aproximadamente a

los 10°.

Referenciado; A un cierto ángulo de ataque

comprendido entre 15° y 20° se forma una

“burbuja de separación” este caso, para

algunos tipos de perfiles, la burbuja se

explota, haciendo provocar una pérdida

rápida, la corriente está completamente

desprendida, y se dice que el perfil está en

pérdida, lo que da lugar a una caída en la

sustentación, la fuerza de arrastre sube

notoria y considerablemente y el perfil deja

de funcionar aerodinámicamente. [2]

Referencias Bibliográficas

[1]Cengel, Y. 2006. Mecanica de fluidos:

Fundamentos y aplicaciones. Sexta ed.

[2]Frank White, 6ta edición, p. 494

[3]http://www.aero.us.es/adesign/Slides/Pa

utas/Tema_Extra_Introduccion_Perfiles_N

ACA.pdf

[4]Archivo PDF, Ingeniería en los deportes,

tryengineering.

5

Anexos

Tablas d Datos promedios

Potencia porcentual

de velocidad de

ventilador%

Fuerza de arrastre

(Fd) V aire (m/s)

1 20 0 5,4

2 30 0 9,2

3 40 0,05 12,5

4 50 0,15 15,6

5 60 0,17 18,4

6 70 0,17 21,7

7 80 0,17 25,2

8 90 0,21 29,1

9 100 0,27 32,9

Tabla#1.Datos promedio de pelota de Golf de diámetro 43mm

Potencia porcentual

de velocidad de

ventilador%

Fuerza de arrastre

(Fd) V aire (m/s)

1 20 0 5,5

2 30 0 9,1

3 40 0,04 12,5

4 50 0,1 15,5

5 60 0,18 18,4

6 70 0,22 21,6

7 80 0,31 25

8 90 0,39 28,7

9 100 0,49 32,4

6

Tabla#2. Datos promedio de pelota lisa diámetro 43mm

Potencia porcentual

de velocidad de

ventilador%

Fuerza de arrastre

(Fd) V aire (m/s)

1 20 0 5,3

2 30 0 9,1

3 40 0,07 12,3

4 50 0,12 15,4

5 60 0,2 18,2

6 70 0,29 21,3

7 80 0,39 24,7

8 90 0,51 28,4

9 100 0,65 32,1

Tabla#3. Datos promedio de pelota lisa 50 mm

Potencia porcentual

de velocidad de

ventilador%

Fuerza de arrastre

(Fd) V aire (m/s)

1 20 0,01 4,6

2 30 0,09 8,4

3 40 0,24 11,6

4 50 0,35 14,3

5 60 0,48 17

6 70 0,65 20

7 80 0,86 23

8 90 1,14 26,5

9 100 1,44 29,8

Tabla#4. Datos promedio de Disco 50 mm

7

Angulo de

incidencia

(α)

Potencia

porcentual

de velocidad

de

ventilador%

Fuerza de

sustentación

(Fl)

Fuerza de

arrastre (Fd) V aire (m/s)

1 0 48 0,08 0 15,2

2 5 48 0,53 0 15,1

3 10,1 49 0,88 0,22 15,1

4 15,1 49 0,72 0,1 15

5 20,1 51 0,81 0,36 15,1

6 25,2 53 0,81 0,42 15

7 30,2 57 0,94 0,4 15

8 35,2 64 1,18 0,38 14,8

9 40,1 72 1,45 0,76 14,9

45,1 77 1,58 1,26 14,9

Tabla#5. Datos obtenidos para el cuerpo Aeroforme a (ala NACA0015)

Nota: No se adjuntan todos los datos promedio obtenidos debido a que la tabla de contenido es

bastante extensa, debido a esto se seleccionó los valores promediados de los datos por cada

velocidad del ventilador para los modelos (esferas lisas, Bola de golf, Disco), para el aeroforme

se escogió de igual manera el promedio de los datos para cada grado de rotación del mismo. Los

datos crudos obtenidos se pueden obtener si el lector así lo requiere.

Cálculos Representativos:

Calculo de Coeficiente de arrastre para la esfera lisa de diámetro de 43 mm

Cd=2𝐹𝐷

𝜌𝑉2𝐴

FD: Fuerza de arrastre [N]

𝜌: Densidad del Aire [kg/m³]

V: Velocidad del aire [m/s]

A: Área característica dependiendo de la dirección del fluido y forma del objeto [m2]

D: Diámetro de la esfera [m]

𝜇: Viscosidad dinámica @28ºC [kg/m*s]

Cd=2𝐹𝐷

𝜌𝑉2𝐴

8

FD: 0,04

𝐴 = 𝜋𝑟2 = 𝜋 𝐷2 /4 = 1.452∗ 𝐸−3[m2]

𝜌 = 1.169 [Kg/m³]

V=[5.5 m/s]

Cd= 2∗0,04

1.169∗5.52 1.452∗𝐸−3

Cd = 0,30

Calculo de coeficiente de arrastre para una esfera lisa de diámetro 50mm

Cd=2𝐹𝐷

𝜌𝑉2𝐴 ;

FD: Fuerza de arrastre [N]

𝜌: Densidad del Aire [kg/m³]

V: Velocidad del aire [m/s]

A: Área característica dependiendo de la dirección del fluido y forma del objeto [m2]

D: Diámetro de la esfera [m]

𝜇: Viscosidad dinámica @28ºC [kg/m*s]

Cd=2𝐹𝐷

𝜌𝑉2𝐴

FD: 0

𝐴 = 𝜋𝑟2 = 𝜋 𝐷2 /4 = 1.963∗ 𝐸−3[m2]

𝜌 = 1.169 [Kg/m³]

V=[5.5 m/s]

Cd= 2∗0,00167

1.169∗5.52 1.963∗𝐸−3

Cd = 0

Calculo de coeficiente de arrastre para Disco de diámetro 50mm

Cd=2𝐹𝐷

𝜌𝑉2𝐴

FD: Fuerza de arrastre [N]

𝜌: Densidad del Aire [kg/m³]

9

V: Velocidad del aire [m/s]

A: Área característica dependiendo de la dirección del fluido y forma del objeto [m2]

D: Diámetro de la esfera [m]

𝜇: Viscosidad dinámica @28ºC [kg/m*s]

Cd=2𝐹𝐷

𝜌𝑉2𝐴

FD: 0,00167

𝐴 = 𝜋𝑟2 = 𝜋 𝐷2 /4 = 1.966∗ 𝐸−3 [m2]

𝜌 = 1.169 [Kg/m³]

V=[4.6 m/s]

Cd= 2∗0,01

1.169∗4.62 1.966∗𝐸−3

Cd = 0,41

Calculo de coeficiente de para Bola de Golf de 43mm de diámetro.

Cd=2𝐹𝐷

𝜌𝑉2𝐴

FD: Fuerza de arrastre [N]

𝜌: Densidad del Aire [kg/m³]

V: Velocidad del aire [m/s]

A: Área característica dependiendo de la dirección del fluido y forma del objeto [m2]

D: Diámetro de la esfera [m]

𝜇: Viscosidad dinámica @28ºC [kg/m*s]

FD: 0,04

𝐴 = 𝜋𝑟2 = 𝜋 𝐷2 /4 = 1.452∗ 𝐸−3 [m2]

𝜌 = 1.169 [Kg/m³]

V=[12.5 m/s]

Cd=2∗0,04

1.169∗12,52 1.452∗𝐸−3

Cd =0,30

10

Calculo de Coeficiente de arrastre y de sustentación ara el Aeroforme a (ala NACA0015)

Cd=2𝐹𝐷

𝜌𝑉2𝐴 ; C𝐿 =

2𝐹𝐿

𝜌𝑉2𝐴

𝐹𝐿: Fuerza de sustentación

FD: Fuerza de arrastre [N]

𝜌: Densidad del Aire [kg/m³]

V: Velocidad del aire [m/s]

A: Área característica dependiendo de la dirección del fluido y forma del objeto [m2]

Calculo de área cuando = 5o , se toma el area proyectada por el aeroforme. Entonces.

Cos(5)= x/0.061

X=0.06076, para el area se tiene que : A= X*0.145 =8.811*E-3

FD: 0,22

𝐴= 8.811∗ 𝐸−3 [m2]

𝜌 = 1.169 [Kg/m³]

V=[14.7 m/s]

Cd=2∗0,22

1.169∗15,12∗ 8.811∗𝐸−3

Cd =0,19

C𝐿 =2𝐹𝐿

𝜌𝑉2𝐴

𝐹𝐿 =0,88

CL=2∗088

1.169∗15,1^2∗ 8.811∗𝐸−3

CL= 0,76

11

TABLAS DE RESULTADOS BASADO Y CALCULADO DE LA TOMA DE DATOS

PROMEDIO PARA CADA PORCENTAJE DE POTENCIA DE VELOCIDAD.

Pelota de golf diámetro 43mm

% Re Cd

1 20 52484 0

2 30 88260 0

3 40 120473 0,37756998

4 50 149959 0,72725974

5 60 177670 0,59246235

6 70 209327 0,42596796

7 80 242430 0,3158605

8 90 279857 0,29260436

9 100 317124 0,29431978

Tabla#6. Obtenidos para cada velocidad del ventilador

Esfera lisa de 43mm.

% Re Cd

1 20 53240 0

2 30 88091 0

3 40 120172 0,30205599

4 50 149190 0,491116

5 60 177509 0,62731308

6 70 208051 0,55636866

7 80 240641 0,58523347

8 90 276647 0,55866092

9 100 312221 0,55074878

Tabla#7

12

Esfera de diámetro 50mm

% Re Cd

1 20 51428 0

2 30 87174 0

3 40 118329 0,40387524

4 50 147881 0,44167134

5 60 175358 0,52704371

6 70 205078 0,55795375

7 80 237678 0,55799475

8 90 273578 0,55194132

9 100 309464 0,5506336

Tabla#8.

Disco 50mm de dímetro

Potencia de velocidad% Re Cd

1 20 44431 0,4125188

2 30 80861 1,11337983

3 40 110255 1,55687834

4 50 137513 1,49401646

5 60 163472 1,44978235

6 70 191301 1,41844591

7 80 221391 1,41906469

8 90 255112 1,4170087

9 100 287104 1,4154332

Tabla#9.

13

Cuerpo Aeroforme (ala NACA0015)

Potencia de velocidad

%

Rotacion radial [O] CL Cd

48 0 0,06697619 0

48 5 0,45415534 0

49 10,1 0,76176383 0,19044096

49 15,1 0,64475748 0,08954965

51 20,1 0,73100596 0,32489154

53 25,2 0,77370898 0,40118244

57 30,2 0,93964657 0,3998496

64 35,2 1,27075659 0,4092267

72 40,1 1,66226217 0,87125465

77 45,1 1,96654622 1,56825838

Tabla#10. Promedios obtenidos para cada rotación.

Graficas de Curvas de coeficiente de arrastre y de coeficiente de sustentacion

necesarias para interpretar el analisis de resultados

-0,1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000

Co

efi

scie

nte

de

arr

astr

e (

Cd

)

Numero de Reynolds (Re)

Comparación Pelota de Golf y Esfera Lisa

Cd vs Re golf

Cd vs Re sphpeq

14

Grafico#1. Compara Bola de Golf y esfera lisa 43mm de diámetro

Grafico#2. Compara Esfera lisa de 43 mm y esfera lisa de 50mm de diámetro.

Grafico#3. Se compara esfera lisa y disco de 50 mm de diámetro.

-0,1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000

Co

efi

scie

nte

de

arr

astr

e (

Cd

)

Numero de Reynolds (Re)

Comparación Esfera lisa (pequeña y grande)

Cd vs ReEsf peq

Cd vs Reesfgrande

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000

Co

efi

scie

nte

de

arr

astr

e (

Cd

)

Numero de Reynolds (Re)

Comparación entre Disco y Esfera grande

Cd vsReDiscoCd vsRe esfgrande

15

Grafico#4. Se compara coeficiente de arrastre (Cd) y coeficiente de sustentación (Cl) para

el cuerpo aeroforme (NACA 0015)

Preguntas Evaluativas.

1. Investigue qué son los perfiles NACA y qué significan sus codificaciones. Incluya

un esquema donde se indiquen las dimensiones del ala referidas en las

codificaciones NACA. Explique qué significa la codificación NACA utilizada para el ala

utilizada en esta práctica.

“Son una serie de perfiles que fueron creados por la NACA (National Advisory Committee for

Aeronautics).

Primer dígito describiendo la curvatura máxima como porcentaje de la cuerda (% c). Segundo

digito describiendo la distancia de máxima curvatura desde el borde de ataque en 1/10 del

porcentaje de la cuerda. Dos últimos dígitos describiendo el máximo espesor como % de la

cuerda.”

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 10 20 30 40 50

Co

efi

scie

nte

s d

e a

rras

tre

y s

ust

en

taci

on

(C

d; C

l)

Angulo de ataque (α)

Comparacion de Cl y Cd del cuerpo Aeroforme

Cl vsAngulodeataqueCd vsAngulodeataque

16

“Para el análisis que realizamos NACA 0015 tenemos que los dígitos 00 indican simetría

respecto a la cuerda y los dígitos 15 indican que el máximo espesor del cuerpo es 15% de la

cuerda.”

2. ¿Qué es la estela y por qué es importante estudiarla en cuerpos romos y

aerodinámicos?

“La estela es la región que se forma detrás de un cuerpo debido a la separación de la capa límite,

la cual se caracteriza por la formación de vórtices periódicos y por presiones mucho más bajas

que la presión del punto de estancamiento.”

“ Las vibraciones generadas por vórtices cerca del cuerpo pueden causar que éste resuene

a niveles peligrosos si la frecuencia de los vórtices está cerca de la frecuencia natural del

cuerpo. Esta situación debe evitarse en el diseño de equipo expuesto a flujo de fluidos a alta

velocidad, como las alas de los aviones y los puentes suspendidos expuestos a vientos fuertes ya

que podrían causar un desastre.”

3. ¿Qué instrumento analógico utilizaría para medir las velocidades en la zona de la

estela en esta práctica?

“Un tubo de pitot (para medir la presión total o de estancamiento del fluido) con toma de

presión estática, con lo que podemos calcular la presión dinámica conociendo que:”

𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑃 + 𝜌𝑉2

2

𝑉 = √2(𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 − 𝑃)

𝜌

4. Investigue y explique los factores que contribuyen al arrastre total que

experimenta un cuerpo cuando se encuentra en un flujo.

“Uno de los factores que afectan al arrastre total es la magnitud de la sección donde el fluido

impacta con el cuerpo y de la forma de la superficie (rugosa o lisa).”

“El arrastre total sobre un cuerpo expuesto a flujo externo se debe a los efectos combinado de

las fuerzas de presión (debido al gradiente de presión que se desarrolla en la parte frontal).”

5. Investigue y explique al menos 4 métodos que se utilizan para reducir el arrastre

por fricción. ¿En qué se fundamentan estos métodos? ¿Por qué una pelota de golf sufre

menos arrastre que una pelota lisa con las mismas dimensiones?

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o “Hacer el flujo turbulento aumentando el número de Reynolds así el punto de

separación de la capa límite se retrasara, lo que crea una región de estelas más

pequeña.”

o “Hacer el cuerpo más aeroforme para retrasar la separación del flujo, gradiente de

presión disminuye y por lo tanto arrastre también.”

o “Reducir el área superficial del cuerpo para que los esfuerzos cortantes sobre esta

sean menores.”

o “Usar superficies rugosas causa el mismo efecto descrito anteriormente lo cual

sucede en la pelota de golf, como resultado esta tiene menor arrastre que una esfera

lisa de las mismas dimensione.”

6. De una explicación física de por qué se produce la sustentación

Dado que el aire es un gas y las moléculas son libres de moverse, cualquier superficie sólida

puede desviar un flujo. Para una aeronave de ala , tanto las superficies superior e inferior

contribuyen a la inflexión de flujo.

Para la elevación que se genere, el cuerpo sólido debe estar en contacto con el fluido: si no hay

fluido, no habrá fuerza sustentación.

La fuerza de sustentación es generada por la diferencia en la velocidad entre el objeto sólido y el

fluido. No hace ninguna diferencia si el objeto se mueve a través de un fluido estático, o el

fluido se mueve más allá de un objeto sólido estático.