Desarrollo de una balanza aerodinámica para la medida de la fuerza de arrastre en las sesiones de laboratorio de la asignatura Mecánica de Fluidos

Abstract

El Área de Mecánica de Fluidos de la Universidad de Oviedo cuenta en la actualidad con una balanza aerodinámica capaz de medir el arrastre sobre cuerpo sumergidos en fluidos. Esta balanza se acopla a un túnel de viento y se utiliza en las prácticas de laboratorio de la asignatura “Mecánica de Fluidos”. La balanza consta de una célula de carga y de un sistema simple de adquisición que permite medir la fuerza media de arrastre. En general, las balanzas aerodinámicas tienen que cumplir una serie de requisitos, entre los que se encuentran: una alta sensibilidad, linealidad y repetitividad, baja interacción entre los componentes y baja histéresis. Con el objetivo de mejorar las medidas de la fuerza de arrastre, en el presente proyecto se plantea el diseño y montaje de una nueva balanza aerodinámica que mejore las prestaciones de la disponible. En concreto, se quieren mejorar las conexiones entre el objeto a medir y la balanza para que haya un menor desplazamiento relativo entre las diferentes partes de la misma. Además, se necesita aumentar las propiedades elásticas y la resistencia a la fatiga de los elementos de la balanza utilizando elementos de acero aleado para disminuir la histéresis. Por último, también se desea poder actuar sobre el sistema de adquisición para realizar una calibración sencilla de la balanza desde el propio sistema. Para realizar el presente trabajo fin de Máster se utilizará la siguiente metodología: en primer lugar, se analizará la balanza existen buscando los puntos débiles que deberían ser mejorados. En segundo lugar, se realizará el diseño de la nueva balanza para que se adapte al túnel de viento del área de Mecánica de Fluidos. En tercer lugar, se construirá la balanza y se implementarán los programas de adquisición. Por último, se realizarán las pruebas finales de la balanza mediante una serie de medidas en objetos de formas sencillas y una comparación de las mismas con los datos que se encuentran en la bibliografía disponible sobre el tema.