Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Ingeniería en control. Taller de investigación. Docente Hermes Javier Eslava Blanco.

Transcripción

1 Universidad Distrital Francisco José de Caldas Ingeniería en control Taller de investigación Docente Hermes Javier Eslava Blanco Antecedentes Luis Alfredo Romero Cabra Heiler Vladimir Garcia Bogotá D.C. Marzo del 2015

2 INTRODUCCION Se pretende implementar o utilizar instrumentos usados en la industria tales como un tubo de pitot, un sistema de adquisición de datos (plc, fpga, cpld, dataloger), un control de variación de velocidad, esto lo adaptaremos a una planta del túnel del viento que está ubicada en el laboratorio de mecánica para finalmente hacer un sistema scada, para facilitar el uso de este y visualizar su nivel de caudal de viento. INDICE DE CONTENIDO Introducción 1 antecedentes túnel de viento 3 2 antecedentes tubo de pitot antecedentes scada.11 4 bibliografía 12

3 EMPLEO DE UN TUNEL AERODINAMICO PARA VALORACION DE ENERGIA EOLICA URBANA Este papel habla de un método de estimar la energía eólica urbana y la energía mediante experimentos de un túnel aerodinámico. Un estudio del caso en un edificio en Montreal llamada Equiterre. Las medidas de campo de velocidad de viento para Equiterre que construye durante tres meses son usadas calcular la energía eólica. La energía eólica deliberada es comparada con la valoración según una metodología con el error menos del 40 % obtenido. Entonces esta metodología es usada para estimar la energía eólica durante un año sobre la azotea de edificio de Equiterre [1] Fig. 1: Equipo de Túnel aerodinámico en Universidad Concordia. TUNEL AERODINAMICO PARA GENERACION DE PODER El túnel aerodinámico nuevo con cónico y la estructura de elevación y demostrado para la generación de poder. El túnel es evaluado y caracterizado usando un abanico que es colocado en el frontal para simular el viento disponible en la atmósfera. Una turbina de viento es colocada al final trasero

4 del túnel para generar la electricidad. La estructura de túnel es arreglada en aluminio galvanizado con el frente cuadrado y atrás se termina con la longitud de lado de 0.75 m y 0.5 m, respectivamente. La elevación del túnel moderado del centro al centro del frontal y el final trasero es 1.5 m. La turbina de viento usada en el túnel tiene láminas de 48 cm de diámetro arregladas en aluminio. Esta velocidad de viento fue usada en el análisis del túnel aerodinámico [2] Fig. 2. El cuadro muestra el túnel aerodinámico construido con cónico y la estructura de elevación y el abanico colocado en el frontal. Así como la turbina de viento usada colocada al final trasero. EVALUACION DE PARPADEO DEBIDO A TURBULENCIA EN UNA TURBINA DE VIENTO COLOCADA SOBRE UNA COLINA QUE USA TUNEL AERODINAMICO. Este papel lega los detalles de impacto de turbulencia sobre el parpadeo producido en la turbina de viento que es ubicada sobre aquella superficie. Esto es alcanzado en un túnel aerodinámico de laboratorio con los pequeños modelos de colinas con cuestas diferentes y la turbina de viento. Las formas diferentes de los modelos de colinas colocadas en un túnel aerodinámico de laboratorio. Las turbinas de viento son probadas para aquellas condiciones.

5 Se proporciona un modelo empírico para encontrar el parpadeo en términos de topografía de colina. Lo importante del modelo es que, es oportuno a colinas de tipos diversas sobre las cuales la turbina es ubicada. La validación de modelo es realizada con gráficos comparativos revelados con lecturas registradas sobre una turbina en el túnel [3] Fig. 3 túnel aerodinámico de circuito Abierto. MODELADO DE PARPADEO DEBIDO A VIENTO VERTICAL INICIADO POR VEGETACION EN UNA TURBINA DE VIENTO DE ORILLA QUE USA TUNEL AERODINAMICO. Se revela que los detalles de impacto de entorno de orilla del río sobre el viento vertical esquilan y posteriormente sobre el parpadeo en la turbina de viento que es ubicada sobre aquella superficie. Esto es logrado en un túnel aerodinámico de laboratorio con superficies artificiales creadas en un túnel aerodinámico. Varias superficies imitadas en el túnel aerodinámico son la arena del río, varios tamaños de los guijarros de orilla del río, fluyendo el agua de río en la alta velocidad, fluyendo el agua de río en la baja velocidad etc. La turbina de viento es probada para estas diversas clases de brusquedad superficial. Aquí dan al énfasis sobre el establecimiento de modelo empírico de parpadeo iniciado debido al viento vertical esquilan instigado debido a la

6 brusquedad diversa superficial de topografía de orilla del río. Los valores de parpadeo con el modelo proyectado empírico y el parpadeo de la prueba de túnel aerodinámico son más cercanos [4] Fig.4 túnel aerodinámico de circuito Abierto. MEDIDA DE LA CARGA ESPACIAL DE CORONA DE UN TUNEL AERODINAMICO. En un túnel aerodinámico es simulado el efecto de la carga espacial de corona sobre la corriente de corona generada en una aguja en condiciones parecidas a una tormenta eléctrica. La nube a tierra natural el campo eléctrico fue simulado en condiciones de viento. El túnel aerodinámico fue construido en acrílico. Medidas preliminares han mostrado que las paredes acrílicas podrían afectar las medidas de corriente de corona. Para probar la influencia posible de depósitos de precio superficiales sobre las paredes de cámara, materiales diferentes fueron probados: acrílico, madera y cristal. Los resultados muestran que las medidas de corriente de corona son apenas la influencia por depósitos de precio superficiales sobre el túnel aerodinámico con paredes acrílicas, en un fenómeno dependiente de polaridad [5]

7 Fig. 5. Los componentes del Túnel aerodinámico. Note que los electrodos son colocados en el volumen de pruebas en el centro del túnel aerodinámico. El cilindro blanco es el ventilador que extrae el aire del volumen de prueba. ANALISIS DE ESTABILIDAD Y EFECTO DE TEMPERATURAS SOBRE LA PRESION DE CAMARA AL COLOCAR UN TUNEL AERODINAMICO HIPERACUSTICO. Aca se presenta el efecto de temperatura dentro de la cámara al colocar un túnel aerodinámico hiperacústico que es una facilidad de prueba, solía estudiar el efecto de fuerzas aerodinámicas sobre el espécimen bajo prueba. La regulación de presión dentro de la cámara de colocar una tarea muy importante para la operación eficiente del sistema del túnel. Los efectos de fuerzas aerodinámicas y temperatura deben ser considerados para el diseño del vehículo de vuelo y ser probado en la sección de prueba del sistema de túnel. Aquí el análisis de estabilidad y la respuesta de lazo abierto del modelo no lineal del túnel aerodinámico hiperacústico son determinados. La respuesta de la presión de cámara de colocar que incorpora la variación en la temperatura en los tres navíos, el alto navío de presión, el calentador y la cámara de colocar también es obtenida [6]

8 Fig. 6. Diagrama de bloque del sistema de túnel COMPARACION DE MEDIDAS DE FUERZA DE TUNEL AERODINAMICO ORNITHOPTER CON VUELO LIBRE. El desarrollo de los modelos de aviadores alados de batir en el vuelo libre es vital para el control exacto. La aerodinámica asociada con el vuelo alado de batir es compleja. De ahí, un modelo de fuerza de vuelo de mesa de consulta de datos del túnel aerodinámico es un acercamiento práctico. Con este trabajo, comparan el vuelo de un vehículo ornithopter micro aéreo (MAV), usando datos de vuelo libre tranquilos de un sistema de captura de movimiento de Vicon, a la fuerza de túnel aerodinámico moderada y valores de momento. Comparan los dos juegos de datos en el equilibrio como un métrico para determinar la calidad de la valoración de fuerza de vuelo del túnel aerodinámico [7] LA CARACTERIZACION NUMERICA DE PRESION QUE CAE POR UN TUNEL AERODINAMICO DE BAJA VELOCIDAD. El presente estudio es una tentativa computacional para analizar pérdidas de energía principales y menores en un túnel aerodinámico de baja velocidad (LSWT) con el énfasis especial sobre la caracterización de gota de presión juntos con un análisis teórico que se relaciona. Este estudio produce resultados preliminares para el análisis y el diseño de un circuito abierto LSWT que debe ser construido en el Centro de Mecánica Fluida en la

9 Universidad Mondragón (MU) para analizar el uso (s) de flujo de viento de baja velocidad. Varias pérdidas en secciones diferentes en el túnel aerodinámico son calculadas y la gota de presión total a través del túnel aerodinámico es estimada usando la dinámica de los fluidos computacional (CFD) y métodos teóricos [8] EXPERIMENTOS DE TUNEL AERODINAMICO DE DOMO SIMULADOS CONFORMES. Este experimento de túnel aerodinámico es usado para el diseño de domo conforme. Los experimentos de túnel aerodinámico son hechos con la velocidad diferente y atacan ángulos. Los resultados juntos con los resultados de simulación se pusieron antes será usado para acoplar la simulación FEA el software. Después del análisis y la informática de los datos, los efectos aeroópticos del domo conforme son estudiados [9] Fig. 7. La medida de presión modela la figura

10 MEDIDA DE FLUJO DE UTILIZACION DE CO2 GASEOSO QUE HACE UN PROMEDIO DE TUBOS DE PITOT. En este papel, Hacen un promedio del Tubo de Pitot (APROPIADO) con el Flujo que Condiciona el Ala (FCW) la geometría es usado como un dispositivo de sentir práctico medir y caracterizar el flujo de CO2 monofásico gaseoso. La técnica demuestra una opción simple, rentable y potencialmente exacta hacia la medida, la contabilidad exacta y la caracterización de CO2 en la Captura De carbón y tuberías de Almacenaje. El funcionamiento metrological del sensor de flujo es verificado usando el medio de aire antes ser solicitado CO2 gaseoso. Con un caudalímetro de masa de Coriolis que interpreta como una referencia de calibración secundaria para más lejos validar el funcionamiento del sensor de flujo APROPIADO-FCW, ambos instrumentos de medición fueron evaluados contra una pesada escalan el aparato [10] UN ANALISIS COMBINADO EXPERIMENTAL Y NUMERICO DE ERROR DE SISTEMA UAV ESTATICO DE PITOT EN NUMERO DE REYNOLDS BAJO. Se describe como la colocación de Pitot la sonda estática sobre una superficie sustentadora afecta a Pitot el error de sistema estático que surge debido a efectos viscosos que se extienden del borde principal de la superficie sustentadora y la sonda. La superficie sustentadora de interés para este estudio es una superficie sustentadora de Clark Y con un juego de longitud de acorde de m a un 0 ángulo de grado de ataque. Las pruebas de túnel aerodinámico y simulaciones numéricas de 3D que usan ANSYS CFX fueron usadas analizar a Pitot medidas de sonda estáticas para una sonda que amplía adelante de la línea de acorde de superficie sustentadora de 0 a 20 cm en Reynolds numeran de 1 x 105 a 5 x 105. Los resultados obtenidos se manifiestan como la colocación de sonda y el número de Reynolds afectan el estancamiento moderado y la presión estática que es usada en la determinación de la velocidad y la altitud [11]

11 EFECTO DE LA FORMA DE PUNTA DE ALA SOBRE EL FUNCIONAMIENTO PROMEDIO DE SENSOR DE FLUJO DE TUBO DE PITOT. El objetivo de esta investigación es optimizar la forma cuadriculada de un promedio del Tubo de Pitot el sensor de flujo (APROPIADO) con el Flujo que Condiciona el Ala (FCW). El recorte de apartamento y el círculo que corta formas de punta de ala fueron investigados por la Dinámica de los fluidos Computacional (CFD) la simulación y el flujo de aire pruebas experimentales para dos formas diferentes cuadriculadas del sensor de flujo APROPIADO. Los resultados muestran que el apartamento que corta formas de punta de ala es mejor que el recorte de círculo, la anchura de punta de ala o el radio de arco de punta de ala de 0.3 mm son mejor que 0.5 mm, y el diámetro de círculo restringido 8 mm son mejor que 6 mm como la forma cuadriculada es la misma [12] ADQUISICION DE DATOS METEREOLOGICOS PARA EL SIMULADOR DE TUNEL. Este papel trata con la obtención de los datos meteorológicos (la temperatura, la velocidad de viento, la dirección de viento, nubla la cobertura, la subida de sol, el juego de sol) de los servidores meteorológicos de Internet por el tiempo libre API funciones en el formato de XML. Juntos con datos almacenados operacionales (la intensidad de tráfico, la velocidad de tráfico, la opacidad, la COMPAÑÍA nivela...) del túnel existente son estos datos enviados en el simulador de túnel PLC basado por el interfaz externo XML que usa C [13]

12 BIBLIOGRAFIA [1] Use of a wind tunnel for urban wind power estimation, in 2014 IEEE PES General Meeting Conference Exposition, 2014, pp [2] D. S. Chavan, P. B. Karandikar, A. K. Pande, and S. Kumar, Assessment of flicker owing to turbulence in a wind turbine placed on a hill using wind tunnel, in 2014 International Conference on Circuit, Power and Computing Technologies (ICCPCT), 2014, pp [3] C. Rose and R. S. Fearing, Comparison of ornithopter wind tunnel force measurements with free flight, in 2014 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2014, pp [4] S. Chaves, G. Ocampo, J. Diaz, and F. Roman, Measurement of the corona space charge in a wind tunnel: Influence of the surface charge on the dielectric walls, in 2013 International Symposium on Lightning Protection (XII SIPDA), 2013, pp [5] D. S. Chavan, A. Rana, M. R. Singh, P. B. Karandikar, and S. D. Bhide, Modeling of flicker due to vertical wind shear initiated by vegetation in a riverside wind turbine using wind tunnel, in nd International Conference on Devices, Circuits and Systems (ICDCS), 2014, pp [6] A. Atieh, S. Al Shariff, A. Tammas, and M. Alharbi, Novel wind tunnel for power generation, in Renewable Energy Congress (IREC), th International, 2014, pp [7] I. Torrano, M. Martinez-Agirre, and M. Tutar, Numerical characterization of pressure drop through a low speed wind tunnel: Some design aspects, in Renewable and Sustainable Energy Conference (IRSEC), 2013 International, 2013, pp [8] Q. Wei and H. Jia, Simulated conformal dome wind tunnel experiments, in 2013 International Conference on Information Science and Technology (ICIST), 2013, pp [9] S. H. Rajani, B. M. Krishna, and U. Nair, Stability analysis and temperature effect on the settling chamber pressure of a hypersonic wind tunnel, in 2012 IEEE International Conference on Computational Intelligence Computing Research (ICCIC), 2012, pp [10] K. Adefila, Y. Yan, L. Sun, and T. Wang, Flow measurement of gaseous CO2 using Averaging Pitot Tubes, in Instrumentation and Measurement

13 Technology Conference (I2MTC) Proceedings, 2014 IEEE International, 2014, pp [11] J. Ellingson, T. Shepard, and Y.-C. Li, A combined experimental and numerical analysis of UAV Pitot-static system error at low Reynolds number, in 2014 IEEE Metrology for Aerospace (MetroAeroSpace), 2014, pp [12] H. Zan, L. Sun, C. Sun, and Y. Yan, Effect of the wingtip shape on the performance of an averaging pitot tube flow sensor, in Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC) Proceedings, 2014 IEEE International, 2014, pp [13] I. Miklosik and J. Spalek, Acquisition of meteorological data for the tunnel simulator, in ELEKTRO, 2014, 2014, pp