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Diseño de túnel de viento para modelos a escala en la escuela tecnológica instituto técnico central

dc.contributor.advisorTarazona, Orlando
dc.contributor.authorZambrano Ospina, John Alexander
dc.date.accessioned2025-04-04T01:15:58Z
dc.date.available2025-04-04T01:15:58Z
dc.date.issued2015
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14329/955
dc.descriptionDigital
dc.description.abstractEl presente trabajo nace como una iniciativa de la Escuela Tecnológica Instituto Técnico Central de poder implementar un laboratorio de mecánica de fluidos donde se pueda tener una herramienta que permita la experimentación, medición y la simulación de fenómenos aerodinámicos sobre cuerpos, modelos u objetos que se basen en estos principios para su buen desempeño o funcionamiento.
dc.description.tableofcontentsCONTENIDO INTRODUCCIÓN 1 RESUMEN 3 ABSTRAC 4 1. ANTECEDENTES 5 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 5 1.1.1 Descripción del problema 5 1.1.2 Identificación del problema 6 1.1.3 Formulación del problema: 6 1.1.4 Reconocimiento 8 1.1.4.1 Túnel de viento 8 1.2 JUSTIFICACIÓN 10 1.3 OBJETIVOS: 11 1.3.1 Objetivo general: 11 1.3.2 Objetivos específicos 11 1.4 DISEÑO METODOLÓGICO: 11 2. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA 12 2.1. Principio físico de un túnel aerodinámico 12 2.2 Número de Reynolds y número de match 12 2.3 Túneles de viento de baja velocidad 13 2.4 Generadores de viento 14 2.5 Teoría capa límite 14 2.6 Parámetros de Similaridad de fluidos 15 3. ANÁLISIS DE SOLUCIONES EXISTENTES 16 3.1 TÚNEL DE VIENTO DE LABINTHAP 16 3.1.1 Características de uso 16 3.1.2 Estructura 16 3.1.3 Funciones primarias 17 3.2 TÚNEL DE VIENTO DIDÁCTICO DEL INSTITUTO TECNOLÓGICO DE QUERETANO: 17 3.2.1 Características de uso: 17 3.2.2 Estructura 18 3.2.3 Funciones primarias 19 3.3 TÚNEL DE VIENTO DE LA UNIVERSIDAD CARLOS 111 DE MADRID-ESPAÑA.. 20 3.3.1 Características de uso 20 3.3.2 Estructura 20 3.4 TÚNEL DE VIENTO UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA. 22 3.4.1. Características de uso 22 3.4.2 Estructura 22 3.4.3 Funciones primarias 23 3.5 CONCLUSIONES DEL ANÁLISIS DE SOLUCIONES EXISTENTES 24 4. DISEÑO CONCEPTUAL 27 4.1 DIAGRAMA DE CAJA NEGRA 27 4.2 DIAGRAMA FUNCIONAL DEL TÚNEL. 32 4.3 PROCESO GENÉRICOS SOBRE CADA UNO DE LOS FLUJOS 34 4.5 CRITERIOS DE SELECCIÓN DE CONCEPTO 43 4.5.1 Facilidad académica (Propósito didáctico) 44 4.5.2 Precisión al medir 44 4.5.3 Facilidad de fabricación .44 4.5.4 Facilidad de uso 44 4.5.5 Facilidad de análisis (Medio digital y computacional) 44 4.5.6 Facilidad de observación (Medio visual) 44 4.6 FILTRADO DE SELECCIÓN 45 4.6.1 Resultados a considerar 47 4.7 EVALUACIÓN DE CONCEPTO 47 4.8 RESULTADOS DE EVALUACIÓN 48 5. DESCRIPCION GENERAL DEL SISTEMA (Características) 49 5.1 DISEÑO DIMENSIONAL 49 5.1.1 Velocidades deseadas en el túnel de viento 63 5.1.1.1 Velocidades deseadas mínimas 63 5.1.1.2 Velocidades máximas deseadas 64 5.1.2 Pérdidas totales en el túnel de viento 65 5.1.2.1 Pérdidas primarias 66 5.1.2.2 Pérdidas secundarías 68 5.1.2.3 Pérdidas totales mínimas 70 5.1.2.3.1 Pérdidas primarias 70 5.1.2.3.1.1 Cámara de pruebas 70 5.1.2.3.1.2 Panel estabilizador 71 5.1.2.3.2 Pérdidas secundarías 72 5.1.2.3.2.1 Entrada a la cámara de pruebas 72 5.1.2.3.2.2 Zona de reducción 72 5.1.2.3.2.3 Regulador de aire 72 5.1.2.3.2.4 Compuertas de aluminio 72 5.1.2.4 Pérdidas totales máximas 76 5.1.2.4.1 Pérdidas primarías 76 5.1.2.4.1.1 Cámara de pruebas 76 5.1.2.4.1.2 Panel estabilizador 77 5.1.2.4.2 Pérdidas secundarías 77 5.1.2.4.2.1 Entrada a la cámara de pruebas 77 5.1.2.4.2.2 Zona de reducción 78 5.1.2.4.2.3 Regulador de aire 78 5.1.2.4.2.4 Compuertas 78 5.1.3 Características funcionales del ventilador 80 5.1.3.1 Diseño dimensional del ventilador 87 5.1.3.1.1 Proyección de los álabes del ventilador. 87 5.1.3.1.2 Número total de álabes 88 5.1.3.1.3 Carcasa del ventilador 89 5.1.4 Difusor de aire 90 5.2 DISEÑO VOLUMÉTRICO 92 5.2.1 Subsistema de regulación de energía 92 5.2.1.1 Cámara de pruebas 92 5.2.1.1.1 Forma interior de la cámara de pruebas 92 5.2.1.1.1.1 Techo, base y paredes de la cámara de pruebas 93 5.2.1.1.1.2 Rampas de entrada y salida de aire en la cámara de pruebas 93 5.2.1.1.2 Métodos de sujeción de la cámara de pruebas 93 5.2.1.1.2.1 Perfiles de la cámara de pruebas 93 5.2.1.1.2.2 Bridas de la cámara de pruebas 93 5.2.1.1.2.3 Soporte de la cámara de pruebas 94 5.2.1.1.3 Puertas de la cámara de pruebas 94 5.2.1.1.3.1 Tapas de la cámara de pruebas 94 5.2.1.1.3.2 Conjunto de bisagra para la cámara de pruebas 94 5.2.1.2 Zona de contracción 96 5.2.1.3 Panel estabilizador 97 5.2.1.3.1 Soporte de la cámara de pruebas 97 5.2.1.3.2 Marco del panel estabilizador 97 5.2.1.4 Regulador de flujo 98 5.2.1.5 Compuertas de aluminio 99 5.2.2 Subsistema de generación de energía 100 5.2.2.1 Ventilador centrifugo 101 5.2.2.1.1 Cálculo de potencia del motor 101 5.2.2.1.2 Selección del motor 103 5.2.2.1.3 Diseño del eje del ventilador 104 5.2.2.1.3.1 Diámetro del eje del ventilador 104 5.2.2.1.4 Sistema de polea del túnel de viento 105 5.2.2.1.4.1 Juego de poleas 109 5.2.2.1.5 Platos de las hélices del ventilador 11 O 5.2.2.1.6 Platos fijos del ventilador 111 5.2.2.1.7 Aspas del ventilador 111 5.2.2.1.8 Carcasa del ventilador centrífugo 111 5.2.3 Subsistema de control del túnel de viento 112 5.2.3.1 Estructura del túnel de viento 113 5.2.3.1.2 Base de la estructura 113 5.2.3.1.3 Vigas en "I" del túnel de viento 113 5.2.3.1.4 Columnas del túnel de viento 114 5.2.3.1.5 Carcasa de las poleas 114 5.2.3.2 Manómetro 115 5.3.3.3 Motor del ventilador 115 5.2.3.4 Variador de frecuencia 116 5.2.3.4 Controladores de nivel. 117 5.2.3.4.1 Zapatas de nivel del túnel de viento 117 5.2.3.5 Cámara de humo 117 5.2.3.6 Malla a la entrada de la cámara de pruebas 118 5.2.3.7 Malla a la salida del túnel. 118 5.2.3.8 Lámina de acero en alfajor 119 5.3 TÚNEL DE VIENTO PARA MODELOS A ESCALA EN LA ESCUELA TECNOLÓGICA ITC 119 6. MEMORIA DE DISEÑO TÉCNICO CONSTRUCTIVO 121 6.1 LISTA MAESTRA DE PLANOS DE FABRICACIÓN 121 6.2 LISTADO DE PIEZAS ESTANDARIZADAS 122 7. EVALUACIÓN DE COSTOS 124 7.1 PROCESOS REQUERIDOS PARA LA FABRICACIÓN DEL TÚNEL 125 7.1.1 Procesos de chapa metálica 126 7.1.1.2 Maquinaría y equipos requeridos para piezas en chapa 126 7.1.1.3 Personal requerido para procesos de pieza en chapa 129 7.1.2 Procesos de arranque de viruta 130 7.1.2.1 Maquinaría requerida para procesos por arranque de viruta 130 7.1.2.1.2 Insumos requeridos 132 7.1.2.2 Personal requerido 132 7.1.3 Procesos de ensamble y de pulido 132 7.1.3.1 Equipos requeridos para el ensamble y pulido del túnel de viento 133 7.1.3.1.1 Insumos requeridos para ensamble y pulido del túnel de viento 133 7.2 MATERIALES Y SUMINISTROS PARA EL TÚNEL DE VIENTO 134 7.2.1.2 Determinación de medidas de materiales 134 7.2.1.2.1 Material para bridas 134 7.2.1.2.2 Material para la carcasa 135 7.2.1.2.3 Material de las paredes de la carcasa del ventilador 135 7.2.1.2.4 Materiales para las compuertas de aire del túnel de viento 135 7.2.1.2.5 Material para el soporte de las compuertas 136 7.2.1.2.6 Material para el regulador. 136 7.2.1.2.7 Material para el panel estabilizador y soporte del panel. 136 7.2.1.2.8 Material para la zona de contracción 136 7.2.1.2.9 Material para el difusor. 136 7.2.1.2.10 Acrílico para la cámara de pruebas 136 7.2.1.2.11 Material para las aspas del ventilador 137 7.2.1.2.12 Material para piezas hechas en acero 1045 137 7.3 CÁLCULO DE COSTOS DEL TÚNEL DE VIENTO 138 7.3.1 Costos de maquinaria 138 7.3.2 Costo de materiales y suministros 140 7.3.2.1 Costo de piezas y partes estandarizadas 140 7.3.2.2 Costo de materiales 141 7.3.2.3 Costo de mano de obra 142 7.3.2.4 Costo total del túnel de viento para modelos a escala 142 8. CONCLUSIONES 143 9. BIBLIOGRAFÍA 145 10. ANEXOS 146 10.1 ANEXOS No1 147 10.2 ANEXO No2 148 10.3 ANEXOS No3
dc.format.extent241 Páginasspa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.publisherEscuela Tecnológica Instituto Técnico Central (ETITC)spa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/spa
dc.titleDiseño de túnel de viento para modelos a escala en la escuela tecnológica instituto técnico centralspa
dc.typeTrabajo de grado - Pregradospa
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)spa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/closedAccessspa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fspa
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dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameIngeniero en Diseño de Máquinas y Productos Industrialesspa
dc.publisher.facultyIngeniería en Diseño de Máquinas y Productos Industrialesspa
dc.publisher.placeBogotá D.C.spa
dc.publisher.programIngeniería en Diseño de Máquinas y Productos Industrialesspa
dc.relation.referencesConstrucción y caracterización de un túnel de viento de bajas velocidades".spa
dc.relation.referencesInTech-Design_methodology_for_a_quick_and_low_cost_wind_tunnelspa
dc.relation.referencesLibro Turbo máquinas hidráulicas, Autor: lng. Manuel Polo Encinas.spa
dc.relation.referencesLibro Mecánica de fluidos, Autor: Robert Mott.spa
dc.relation.referencesLibro Mecánica de Fluidos y Máquinas hidráulicas, Autor: Claudio Mataix.spa
dc.relation.referencesLibro: Turbo máquinas hidráulicas, Autor: Claudio Mataix.spa
dc.relation.referencesLibro:" Fundaments of aerodinamics", Autor: Anderson.spa
dc.relation.referencesLowSpeedTunnelsspa
dc.subject.armarcAerodinámica
dc.subject.armarcDiseño en ingeniería
dc.subject.armarcDiseño de producto
dc.subject.armarcTúneles aerodinámicos
dc.type.coarversionhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaspa
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