Diseño de un túnel de viento de circuito abierto en régimen subsónico de tipo succión para pruebas aerodinámicas en enfoque multipropósito de la Escuela de Ingeniería Electromecánica para la futura carrera de Ingeniería Electromecánica con énfasis en Mantenimiento aeronáutico

Abstract

En años recientes, el país ha venido apostando por su potencial para atraer la inversión de importantes empresas internacionales en el área de alta tecnología, como se ve reflejado en el Plan Nacional de Desarrollo, en el cual se estableció como objetivo estratégico en materia de competitividad e innovación el área de ciencias del espacio. Por ende, una de las principales necesidades para el desarrollo de la industria aeroespacial es la preparación de los futuros profesionales en este campo. En este sentido, se requiere de una serie de laboratorios equipados que favorezcan e impulsen el crecimiento teórico y el desarrollo de habilidades técnicas que les hagan competitivos, entre los cuales resalta el faltante del laboratorio de aerodinámica y dinámica de vuelo, por ser una herramienta capaz de llevar a cabo experimentos relacionados a las fuerzas que ejerce el aire en movimiento sobre modelos a escala o prototipos es esencial. Por ello, el desarrollo del presente proyecto cubre dicha necesidad, con el diseño de un túnel de viento de circuito abierto en régimen subsónico de tipo succión. El proyecto en cuestión consta del diseño de cada una de las piezas que componen el túnel de viento, con base en la comprensión de la función de cada una de ellas, junto con las recomendaciones de autores como Barlow, Rae, & Pope, la simulación del comportamiento del túnel de viento en el Software SolidWorks Flow Simulation, el cálculo de las pérdidas de presión a lo largo del túnel, para la posterior selección del sistema de potencia; la selección de la instrumentación necesaria para la medición de variables como presión, velocidad y turbulencia, la elaboración de planos mecánicos y la proyección financiera del costo del implementación del sistema. Es así como, después de realizar el proyecto, se obtiene un diseño de un túnel de viento de circuito abierto de tipo succión en régimen subsónico con una velocidad máxima de 70 m/s, con un nivel de turbulencia menor al 0.3 %, con una caída de presión de 753 Pa; que se traduce en una planta de potencia constituida por una matriz de 2x2 ventiladores en paralelo, con ventiladores vano-axiales del modelo VAD-54F26-20-A1500 que junto con toda la instrumentación seleccionada, proyecta un costo de instalación de $ 350 000 que es considerablemente menor al costo cotizado de $ 604 000 en la empresa BID 360 °, por la construcción total de un túnel de viento homólogo al diseñado.

In recent years, the country has been betting on its potential to attract the investment of important international companies in the area of high technology, as reflected in the National Development Plan, where it is a strategic objective in the field of competitiveness and Innovation in the area of space sciences. Therefore, one of the main needs for the development of the aerospace industry is the preparation of future professionals in this field. It requires not only students with a commendable intellectual capacity, but also expert professionals in the field along with a series of laboratories that favor and encourage theoretical growth and the development of technical skills that allow them to compete. Among which highlights the lack of the aerodynamics and flight dynamics laboratory, where a tool is capable of carrying out a vehicle related to the forces exerted by the air in motion on the models an escalation or conceptual prototypes with the component mode Aeronauticals is essential Therefore, the development of this project covers convenience. The project in question consists of the design of each of the pieces that make up the wind tunnel, with the basis of understanding the function of each of them together with the recommendations of the authors such as Barlow, Rae and Pope, the simulation of the behavior of the wind tunnel in the SolidWorks Flow Simulation software, the calculation of the pressure losses along the tunnel for the subsequent selection of the power system, the selection of the necessary instrumentation for the measurement of the variables such as pressure, speed and turbulence The development of mechanical plans and the financial projection of the cost of implementing the system. Where after carrying out the project, a design of an open-circuit suction-type wind tunnel in the subsonic regime is obtained with a maximum speed of 70 m / s, with a level of turbulence less than 0.3%, with a pressure drop of 753 Pa; which translates into a power plant consisting of a matrix of 2x2 fans in parallel, with vane-axial fans of the model VAD 54F26-20-A1500 which, together with all the appropriate instrumentation, projects an installation cost of $ 350000 which is The cost of $ 604,000 was reduced in the BID 360 ° company, due to the total construction of a wind tunnel equivalent to the design.