Treballs premiats

Per què volen els avions? El túnel de vent

Per què volen els avions? El túnel de vent

Detall

Àmbit temàtic: ENGINYERIA I ARQUITECTURA
Edició: Premiats 2018

 

Centre: Institut Baix Montseny, Sant Celoni

Autora: Mireia Carvajal Librado

Nivell educatiu: Segon de batxillerat

Tutor: Antoni Colomer Vallicrosa


Compartiu aquest projecte

Objectius

Els objectius del treball de recerca es poden resumir en els següents:

– Introduir els meus coneixements en el món de l’aerodinàmica aplicada i els conceptes físics que l’envolten.

– Aconseguir construir un túnel de vent obert amb càmera d’assajos tancada i estudiar la seva estructura i funcionament.

– Demostrar la sustentació en un perfil alar.

– Aconseguir resultats fiables i mesurables sobre el comportament del túnel de vent i les estructures en ell provades, en els experiments.

– Obtenció de conclusions finals.

A mesura que avançava en la part teòrica del treball em vaig plantejar d’altres objectius, per tal de demostrar certes lleis físiques que anava trobant i que van ser:

– Demostració de l’efecte Venturi

– Aplicació del Teorema de Bernoulli

– Càlcul del número de Reynolds i del nombre de Mach

 

 

Metodologia

Al començament d’aquest treball vaig veure que era imprescindible marcar-me unes pautes i uns temps. Des del principi vaig començar a mirar-me la teoria, què faria, dissenys de túnels de vent i estructurar mentalment. Vaig decidir que fer un Planning (índex teòric) del projecte m’ajudaria a organitzar i prioritzar les feines. Aquest no serà estàtic, ja que podien sorgir problemes i a més un dia pot venir-te més de gust fer una cosa i una altra, altra.

Vaig començar primer per la teoria i posteriorment per la pràctica, la qual cosa no equivalia, a què a mesura, que anava consultant informació, si hi havia alguna cosa que no era del tema concret que treballava però hi feia referència, també començava a mirar-me-la.

El treball el vaig anar fent en documents individuals i posteriorment quan tenia decidit que aquell document ja estava correcte, l’adjuntava a un treball de redacció definitiu.

Després vaig fer els esbossos de la part pràctica, per poder presentar-los. Aquests van anar sofrint modificacions, a mesura avançava en la teoria. La part eminentment pràctica, la vaig deixar per quan el meu pare feia vacances em pogués ajudar amb el procés de tall i muntatge.

El resultat de la meva temporització i hores aproximades dedicades el trobareu adjuntat a l’annex 3.

Conclusions

Pel que fa al primer objectiu, la resposta seria ‘la sustentació’. Començant pel principi de Bernoulli, n’extraiem l’efecte Venturi. Això, ho apliquem a les ales dels avions. Implica que hi hagi un augment de pressió a l’intradós i una reducció a l’extradós; d’aquí, que l’ala pugi i que per tant es produeixi sustentació. A més a més se suma a la tercera llei de Newton, que diu que la principal causa de la sustentació és l’angle d’atac. No hi ha una més vàlida que l’altra, pel que es considera que la sustentació és el resultat de la suma d’aquests dos fenòmens. Pel que fa al segon objectiu crec que també ha estat assolit. Hem pogut comprovar que l’efecte Venturi es dona perfectament dins seu. També hem pogut comprovar experimentalment la sustentació, en els diferents experiments amb perfils alars. També s’ha vist com pot ser el comportament de cada perfil alar. M’han sorprès comparacions com la de la NACA 2412 i la NACA 6412, a la qual esperava que sempre fos més eficaç la més corbada i no ha estat sempre així.  La màquina de fum he vist que realment ha estat força útil, però el director del fluid no he pogut acabar de constatar la seva efectivitat. Saber que, els resultats obtinguts amb els perfils alars no seran exactament iguals als que hauríem pogut obtenir amb un avió i ales de veritat, ja que l’aire té unes condicions diferents i amb més turbulències que al túnel i els perfils no són rèpliques idèntiques. Tot i això, els diferents tipus de comportaments que han tingut les ales són els mateixos que tenen a la realitat.