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 corriente. 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 las fuerzas en modelos a escala de submarinos o la elevación y resistencia de los hidroalas . A veces se utilizan túneles de agua en lugar de túneles de viento para realizar mediciones porque 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 en el aire un modelo de vehículo acuático sumergido o que se pruebe un vehículo aéreo en el agua. Para flujos con un número de Reynolds bajo, se pueden hacer túneles para que circulen petróleo en lugar de agua. La ventaja es que el aumento de la viscosidad permitirá que el flujo tenga una velocidad más alta (y por lo tanto 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 sofisticadas hélices multipala con paso de pala ajustable , en los túneles de agua y petróleo el fluido circula con bombas, utilizando efectivamente una diferencia neta de carga de presión 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 del flujo; normalmente es solo una tubería del tamaño de la bomba y las velocidades de flujo deseadas. La sección aguas arriba de un túnel de agua generalmente consiste en 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 tamices gruesos y finos para igualar el flujo antes de la contracción en la sección de prueba. Los túneles de viento también pueden tener mallas antes de la contracción, pero en los túneles de agua pueden ser tan finas como las mallas utilizadas en las aberturas de ventanas y puertas.

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 'David Taylor Model Basin'

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 el flujo de entrada y su empuje y par se miden en diferentes relaciones entre la velocidad de la hélice (número de revoluciones) y la velocidad del flujo de entrada. Un estroboscopio sincronizado con la velocidad de la hélice "congela" la burbuja de cavitación. De esta manera, es posible determinar si la hélice resultaría dañada por cavitación. Para garantizar la similitud con la hélice a gran escala, se reduce la presión y se controla el contenido de gas del agua.

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

Lista de túneles de agua (túneles de cavitación)

Australia

• "Colegio Marítimo de Australia". 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 Túnel de Cavitación de Tecnología Oceánica, ^[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 Duisburg-Essen, Instituto de Tecnología Naval, Ingeniería Oceánica y Sistemas de Transporte, ^[7] Universidad Duisburg-Essen
• Túnel de cavitación en Potsdam Ship Model Basin, ^[8] Potsdam
• Gran túnel de cavitación en el Ship Model Basin de Hamburgo, ^[9] Hamburgo
• Múltiples túneles de cavitación en el Instituto Oskar von Miller, ^[10] Universidad Técnica de Munich

India

• Instituto de Investigación sobre Control de Fluidos, Palakkad , Kerala .
• Túnel de cavitación de los laboratorios de ciencia y tecnología naval de 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 de 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 .

Los 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), [4], El Pardo (Madrid), España.

Serbia

• El gran túnel de cavitación en el Instituto Técnico Militar de Belgrado , Serbia

Suiza

• Túnel de cavitación de alta velocidad en LMH: Lab. de Máquinas Hidráulicas, EPFL: Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, 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 Emerson , Universidad de Newcastle upon Tyne . ^[19]

Estados Unidos

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

Ver 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 la 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-Ingeniería de Sistemas y Arquitectura Naval - Centro de Investigación". www.se.ntou.edu.tw. ​Consultado el 30 de septiembre de 2018 .
16. "La Universidad presenta 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 presenta 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 Emerson - Ingeniería, Facultad de - Universidad de Newcastle". www.ncl.ac.uk. ​Archivado desde el original el 30 de septiembre de 2018 . Consultado el 30 de septiembre de 2018 .
20. GTWT Archivado el 21 de mayo de 2006 en la Wayback Machine.
21. Canal de cavitación grande (LCC) Archivado el 7 de agosto de 2007 en la Wayback Machine.
22. "Túnel de agua". La Facultad de Ingeniería William States Lee . 1 de junio de 2009. Archivado desde el original el 28 de julio de 2017.

enlaces externos

• "Bajo la velocidad del 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 depósito con una bomba de sumidero . El caudal se controla restringiendo el flujo en la salida de la bomba con una válvula.