viernes, 16 de octubre de 2009

PROYECTO: ANÁLISIS

En equilibrio, las ecuaciones de la estática (suma de fuerzas y suma de momentos) debe ser ceo, es la condición primordial. Es decir, para nuestro caso, W=E.
Donde, L es el largo del modelo, r el radio y h la altura sobre la línea de flotación.

El tambor redondo a usar tiene como medidas: r=122,5 mm y L=380 mm. Una pequeña función en MATLAB resuelve numéricamente el problema para distintos valores con la que podemos jugar hasta encontrar un equilibrio deseado. Por lo que al dejar un h=70 mm (margen de20 mm) estaríamos teniendo 2,8 lts aproximadamente como volumen de carena. Estamos despreciando momentáneamente el volumen de carena de la quilla ya que no es significativo aún en nuestro análisis.
Para comprobar estabilidad tenemos que satisfacer la condición de

Con nuestra configuración, el momento de inercia con respecto al eje más restrictivo en cuanto a estabilidad queda expresado como:

Por lo tanto, la distancia entre el centro de carena de la embarcación y el centro de gravedad de la misma, antes de la perturbación debe ser a lo más 12,2 cm.



PROYECTO: PLANIFICACIÓN

A modo de ordenar y calendarizar nuestras actividades nos vimos en la necesidad de organizarnos mediante una carta Gantt que contenga a grandes rasgos las actividades necesarias para completar el proyecto, así como los hitos importantes correspondientes básicamente a las entregas ya establecidas.


Pinchar la imagen para agrandar

Dividimos el proyecto en 3 grandes etapas:

La primera, de diseño, agrupa actividades relacionadas con el estudio y determinación de propiedades de la embarcación mediante los resultados obtenidos.

Luego, la etapa de construcción que involucra todo el procedimiento necesario para la confección misma del prototipo, desde la cotización de materiales hasta tener el modelo ya construido y testeado.

Finalmente, la competencia. Aquí se incluye la estimación de la duración de la navegación determinando el tiempo que ocuparemos para la competencia.

Cualquier modificación será anticipadamente avisada por este mismo medio.


jueves, 15 de octubre de 2009

PROYECTO: DISEÑO

El diseño de nuestro prototipo –embarcación a la cual aún no le definimos su nombre- consta básicamente de cinco estructuras: el cuerpo, la punta, la quilla, el timón y la placa para la propulsión.








Figura 1: Diagrama del prototipo. Las dimensiones no están necesariamente a escala.


El cuerpo (azul) está conformado por medio tambor redondo de plástico polietileno de alta densidad, de 245 mm de diámetro y 380 mm de largo.


La punta de la embarcación es de plumavit también de alta densidad confeccionada especialmente por nosotros de manera de acomodarla perfectamente a la anterior estructura de manera impermeable.


La quilla y el timón son dos estructuras del prototipo confeccionadas en pino previamente impermeabilizado mediante un spray que cumple dicha función (o en su defecto, barnizado). La quilla además contará con un peso de plomo en su extremo inferior, su valor exacto dependerá del análisis teórico y las pruebas al modelo.


La estructura de la popa es la “placa de propulsión” que corresponde al dispositivo instalado para proporcionar la fuerza suficiente para lograr desplazar la embarcación. Su forma será similar a la de una copa alta colocada en forma horizontal y será debidamente empotrada con tal de maximizar el beneficio del chorro de agua.






Figura 2: Vistas del modelo. Las dimensiones no están necesariamente a escala.



miércoles, 14 de octubre de 2009

PROYECTO: MARCO TEÓRICO

En el curso, Mecánica de fluidos (ICH 1102), fueron abordados ampliamente los conceptos de equilibrio y estabilidad de cuerpos flotantes.

Primero que todo, vimos que la condición primordial para el equilibrio era que la suma de fuerzas en el cuerpo sea igual a 0. Esto es, la fuerza de empuje más el peso del barco sea cero.

  • W + E = 0 (ecuación vectorial)

Donde W representa el peso del modelo y E es la fuerza de empuje que equivale al volumen de carena por el peso específico del fluido en que se encuentra flotando el modelo. El peso está aplicado en el centro de gravedad del cuerpo mientras que el empuje es aplicado en el centro de gravedad del volumen de carena.

Segundo, el concepto de estabilidad fue abordado para pequeños desplazamientos (giros) en torno a un eje de simetría. Al realizar este movimiento se genera un par de momentos de los cuales somos capaces de determinar su comportamiento en cuanto a estabilidad.

Las condición para que el equilibrio, frente a desplazamientos (giros) pequeños se resume como la siguiente: se dice que el equilibrio es estable si la distancia entre el centro carena original y el centro de gravedad es menor a la distancia entre el nuevo centro de carena y el metacentro.

  • (CC)(CG) < (CC’)M ßà (CC)(CG) < (Io) / (Vc)

Es necesario aclarar que esta condición debe ser cumplida para desplazamientos en la dirección menos favorable (más restrictiva) en estabilidad.

Una vez probado lo anterior podemos asegurar que el modelo a escala del barco cumple con flotación y con estabilidad.

PROYECTO: BASES

El proyecto de este semestre, a grandes rasgos, contempla la construcción de un modelo a escala de una embarcación que cumpla ciertas exigencias.

  • Soportar una botella de 1 lt. de agua a 5 cm. de la línea de flotación.
  • Permanecer estable frente a solicitaciones, sin volcarse y permaneciendo horizontal el eje principal.
  • Capaz de navegar derecho por 5 mts. mediante sólo el impulso de un chorro de agua proveniente de un estanque de 15 lts. ubicado a 2 mts. de altura, estimando la duración del trayecto.

Junto con la construcción debemos incluir el análisis teórico con respecto a los distintos items mencionados arriba, o sea, debemos ser lo suficientemente capaces como para garantizar flotabilidad, estabilidad, navegación controlada y a su vez, lograr una estimación adecuada en la duración. Lo último incluye determinación empírica del coeficiente de roce de nuestro modelo como también diversas pruebas con el sistema de propulsión.

domingo, 11 de octubre de 2009

BIENVENIDA

Bienvenidos al blog oficial del grupo n°4 de Mecánica de fluidos, desde ya cada uno de nosotros vamos a tener funciones específicas dentro del grupo para el correcto funcionamiento de este así como de los plazos que nos estableceremos.

Integrantes:
  • Vicente "Vicho" Carmona
    Encargado del blog
  • Sofía "Chofa" Marfan
    Encargada de plazos y entregas
  • José Joaquín "Warra" Undurraga
    Encargado de materiales
  • Stefano Leonardo "Mono" Utili
    Encargado de análisis teórico


    Los mantendremos informados de todos los avances del grupo relativos al proyecto del curso.