Túnel de agua (hidrodinámico)

Herramienta utilizada para investigar el movimiento del agua.

Túnel de cavitación del Versuchsanstalt für Wasserbau und Schiffbau en Berlín

Un túnel de agua es una instalación experimental que se utiliza para probar el comportamiento hidrodinámico de cuerpos sumergidos en agua en movimiento. Funciona de manera similar a un túnel de viento de recirculación , pero utiliza agua como fluido de trabajo y se investigan fenómenos relacionados, como la medición de fuerzas en modelos a escala de submarinos o la sustentación y el arrastre en hidroplanos . A veces se utilizan túneles de agua en lugar de túneles de viento para realizar mediciones porque las técnicas como la velocimetría de imágenes de partículas (PIV) son más fáciles de implementar en el agua. En muchos casos, siempre que el número de Reynolds sea equivalente, los resultados son válidos, ya sea que se pruebe un modelo de vehículo acuático sumergido en el aire o un vehículo aéreo en el agua. Para flujos con bajo número de Reynolds, se pueden hacer túneles para que circulen petróleo en lugar de agua. La ventaja es que la mayor viscosidad permitirá que el flujo tenga una mayor velocidad (y, por lo tanto, sea más fácil de mantener de manera estable) para un número de Reynolds más bajo.

Mientras que en los túneles de viento la fuerza motriz suele ser unas hélices multipala sofisticadas con paso de pala ajustable , en los túneles de agua y petróleo el fluido circula con bombas, que utilizan de forma eficaz una diferencia de presión neta para mover el fluido en lugar de impartirle impulso directamente. Por tanto, la sección de retorno de los túneles de agua y petróleo no necesita ninguna gestión de flujo; normalmente es solo una tubería dimensionada para la bomba y las velocidades de flujo deseadas. La sección de aguas arriba de un túnel de agua generalmente consta de una tubería (salida de la bomba) con varios orificios a lo largo de su costado y con el extremo abierto seguido de una serie de pantallas gruesas y finas para igualar el flujo antes de la contracción en la sección de prueba. Los túneles de viento también pueden tener pantallas antes de la contracción, pero en los túneles de agua pueden ser tan finas como la pantalla utilizada en las aberturas de las ventanas y las puertas mosquiteras.

Además, muchos túneles de agua están sellados y pueden reducir o aumentar la presión estática interna para realizar estudios de cavitación . Estos se conocen como túneles de cavitación .

Modelo de hélice cavitante en la 'Cuenca del modelo David Taylor'

Métodos

Debido a que se trata de un fenómeno de alta velocidad, se necesita un procedimiento especial para visualizar la cavitación. La hélice, unida a un dinamómetro , se coloca en la entrada y se mide su empuje y par en diferentes relaciones de velocidad de la hélice (número de revoluciones) con la velocidad de entrada. Un estroboscopio sincronizado con la velocidad de la hélice "congela" la burbuja de cavitación. De este modo, es posible determinar si la hélice se dañaría por cavitación. Para garantizar la similitud con la hélice a escala real, se reduce la presión y se controla el contenido de gas del agua.

A menudo, un túnel se ubicará junto a otras instalaciones experimentales, como un canal de olas en una cuenca de modelo de barco .

Lista de túneles de agua (túneles de cavitación)

Australia

• "Colegio Marítimo Australiano". AMC ^[1]

Brasil

• Laboratorio de Ingeniería Naval y Oceánica (NAVAL), Instituto de Investigaciones Tecnológicas (IPT) de São Paulo.

Canadá

• Consejo Nacional de Investigación — Instituto de Tecnología Oceánica Túnel de Cavitación, ^[2] St. John's, Terranova .

Francia

• "Túnel de cavitación" Escuela Naval, ^[3] Lanveoc
• "Gran Túnel Hidrodinámico" Cuenca de ensayos de Carènes, ^[4] Val de Reuil
• "TH8.2V : Túneles hidrodinámicos de 8 o 2 m3/s" ^[5] Centre d'études et de recherche de Grenoble

Alemania

• Múltiples túneles de cavitación en Versuchsanstalt für Wasserbau und Schiffbau, ^[6] Berlín
• Túnel de cavitación en la Universidad de Duisburg-Essen, Instituto de Tecnología Naval, Ingeniería Oceánica y Sistemas de Transporte, ^[7] Universidad de Duisburg-Essen
• Túnel de cavitación en la cuenca del modelo naval de Potsdam, ^[8] Potsdam
• Gran túnel de cavitación en la Dársena de Modelos Navales de Hamburgo, ^[9] Hamburgo
• Túneles de cavitación múltiples en el Instituto Oskar von Miller, ^[10] Universidad Técnica de Múnich

India

• Instituto de Investigación de Control de Fluidos, Palakkad , Kerala .
• Túnel de cavitación de los Laboratorios de Ciencia y Tecnología Naval en Visakhapatnam .
• Departamento de Ingeniería Aeroespacial, Instituto Indio de Tecnología, Kharagpur
• Instituto Indio de Tecnología de Madrás .

Irán

• Laboratorio de Hidrodinámica Aplicada, Universidad de Ciencia y Tecnología de Irán, ^[11] Narmak, Teherán.
• Laboratorio de Ingeniería Marina, Universidad Tecnológica Sharif, ^{[12] [13]} Azadi Av., Teherán.

Italia

• Departamento de Arquitectura Naval, Universidad de Génova .
• Instalación de cavitación INSEAN, INSEAN (Instituto Nacional de Estudios y Experimentos en Arquitectura Naval), Roma .

Países Bajos

• Gran túnel de cavitación y túnel de cavitación de alta velocidad en el Instituto de Investigación Marítima de los Países Bajos en Wageningen
• Instalación del túnel de agua de Twente en la Universidad de Twente ^[14]

Noruega

• Laboratorio de cavitación NTNU, Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología , Trondheim

España

• CEHIPAR (Canal de Experiencias Hidrodinámicas de El Pardo), El Pardo (Madrid), España.

Serbia

• El gran túnel de cavitación del Instituto Técnico Militar de Belgrado ( Serbia)

Suiza

• Túnel de cavitación de alta velocidad en LMH: Laboratorio de máquinas hidráulicas, EPFL: Escuela Politécnica Federal de Lausana, Suiza

Taiwán

• Gran túnel de cavitación en la Universidad Nacional Oceánica de Taiwán (國立臺灣海洋大學) ^[15] de Zhongzheng, Keelung , Taiwán
• Gran túnel de cavitación en la Universidad Nacional Cheng Kung (國立成功大學) ^[16] del este, Tainan , Taiwán
• Gran túnel de cavitación en la Universidad Nacional de Taiwán (國立臺灣大學) ^[17] de Da'an, Taipei , Taiwán. Consulte también el transporte marítimo en Taiwán.
• Gran túnel de cavitación en la Universidad Marina Nacional de Kaohsiung (國立高雄海洋科技大學) de Nanzih, Kaohsiung , Taiwán

Pavo

• Túnel de cavitación ITÜ en la Universidad Técnica de Estambul , Turquía ^[18]

Reino Unido

• Túnel de cavitación de Emerson , Universidad de Newcastle upon Tyne . ^[19]

Estados Unidos

• El túnel de agua de Garfield Thomas La Universidad Estatal de Pensilvania , ^[20] State College, PA
• El gran canal de cavitación William B. Morgan, ^[21] Memphis, TN
• Cuenca modelo David Taylor , División Carderock del Centro de Guerra de Superficie Naval
• Túnel de agua, Universidad de Carolina del Norte en Charlotte , ^[22] Charlotte, NC

Véase también

• Tanque de olas
• Túnel de viento

Referencias

1. "Inicio". Australian Maritime College - Universidad de Tasmania, Australia . Consultado el 30 de septiembre de 2018 .
2. Canadá, Gobierno de Canadá. Consejo Nacional de Investigación. «Túnel de cavitación - Consejo Nacional de Investigación de Canadá». www.nrc-cnrc.gc.ca . Consultado el 30 de septiembre de 2018 .
3. "Accueil | Escuela Naval". www.ecole-navale.fr (en francés) . Consultado el 30 de septiembre de 2018 .
4. cuadro Archivado el 10 de febrero de 2006 en Wayback Machine.
5. "Túneles hidrodinámicos de 8 o 2 m³/s". www.cerg-lab.com . Consultado el 8 de abril de 2016 .
6. "Instalaciones de prueba". Archivado desde el original el 3 de mayo de 2008.
7. "Túnel de cavitación". www.uni-due.de . Consultado el 30 de septiembre de 2018 .
8. "SVA | Schiffbau-Versuchsanstalt Potsdam". www.sva-potsdam.de (en alemán) . Consultado el 30 de septiembre de 2018 .
9. "Túneles de cavitación convencionales". www.hsva.de (en alemán) . Consultado el 30 de septiembre de 2018 .
10. "TUM Lehrstuhl und Versuchsanstalt für Wasserbau und Wasserwirtschaft - Infrastruktur der Versuchsanstalt Obernach" (en alemán). Archivado desde el original el 26 de febrero de 2012.
11. [1] Archivado el 9 de abril de 2010 en Wayback Machine .
12. [2] Archivado el 13 de noviembre de 2007 en Wayback Machine .
13. [3] Archivado el 23 de agosto de 2007 en Wayback Machine .
14. "Física de fluidos - Investigación - Instalaciones - Túnel de agua de Twente". pof.tnw.utwente.nl . Consultado el 30 de septiembre de 2018 .
15. "NTOU-Centro de investigación en ingeniería de sistemas y arquitectura naval". www.se.ntou.edu.tw . Consultado el 30 de septiembre de 2018 .
16. "La Universidad inaugura una instalación de pruebas navales - Taipei Times". www.taipeitimes.com . 27 de septiembre de 2002 . Consultado el 30 de septiembre de 2018 .
17. "La Universidad inaugura una instalación de pruebas navales - Taipei Times". www.taipeitimes.com . 27 de septiembre de 2002 . Consultado el 30 de septiembre de 2018 .
18. "İTÜ'de kavitasyon tüneli açıldı". CNN Türk (en turco). 17 de diciembre de 2021.
19. "Túnel de cavitación de Emerson - Ingeniería, Facultad de - Universidad de Newcastle". www.ncl.ac.uk . Archivado desde el original el 2018-09-30 . Consultado el 2018-09-30 .
20. GTWT Archivado el 21 de mayo de 2006 en Wayback Machine.
21. Canal de cavitación grande (LCC) Archivado el 7 de agosto de 2007 en Wayback Machine
22. "Túnel de agua". The William States Lee College of Engineering . 1 de junio de 2009. Archivado desde el original el 28 de julio de 2017.

Enlaces externos

• "Velocidad bajo el agua..." Popular Mechanics , julio de 1949
• Descripción de un túnel de agua comercial que muestra el deflector de entrada, las pantallas de acondicionamiento de flujo y la sección convergente.
• Estos muestran la clara diferencia entre un túnel de viento de recirculación y un túnel de agua.
• Un túnel de agua en miniatura cuya sección de retorno es simplemente un tanque de almacenamiento con una bomba de sumidero . El caudal se controla restringiendo el flujo en la salida de la bomba con una válvula.