Análisis Hidrodinámico Final

Aquí se encuentra el último análisis que hicimos al bote:

http://ich1102grupo43.fileave.com/AnalisisHidrodinamico2.doc

Imágenes Finales del Proyecto

Esta es una vista de como se ve nuestro proyecto final, al cual todavía faltan los últimos ajustes antes de su demostración. a continuación mostraremos videos donde realizamos ensayos de estabilidad y una aproximación a lo que sería nuestra prueba en el laboratorio

Video donde mostramos el ensayo de estabilidad, aplicando desbalance en distintos puto de nuestro barco vemos que este permanece firme.

Esta es nuestra prueba inicial de la dinamica de ella observamos un leve problem en la diercción y una estimación inicial del tiempo en que podria recorrer los 5 metros. Medienate esta y otras pruebas llegamos a la conclusión que el tiempo en que nuestro barco recorrera los 5 metros será de 30 segundos.

Construcción de la Embarcación

Para construir nuestra embarcación, consideramos lo siguiente:

Elección del Material

Decidimos ocupar Poliestireno expandido (plumavit) debido a que cumplía con los requisitos para el proyecto: es barato (cumplir con el presupuesto), flota en el agua, es liviano (para aprovechar la fuerza del chorro), resistente a la humedad y lo suficientemente estable (si está bien diseñada la embarcación) para no voltearse.

figura 1 : vista desde adelante.

Diseño de la Embarcación

Consideramos una embarcación con punta delantera, para disminuir la presión ejercida por el agua a medida que la embarcación avanza (esfuerzo de c

orte y presión normal a la superficie).

Además debía cumplir la condición de monocasco, por lo que pegamos seis capas de plumavit (de 2cm cada uno) cada una con una punta con un ángulo de aprox. 58º, y de área decreciente hacia abajo (ver figuras).

figuras 2 & 3: vista desde perfil & vista inferior desde planta

Estabilidad de la Botella de 1lt

Para cumplir con esto decidimos hacer las tres capas superiores de un material llamado "cielo americano", que es un plumavit reforzado. Esto debido a que pretendemos hacer un volumen dentro de la embarcación (un hoyo) para sostener la botella. Si las capas fuesen de plumavit ordinario, entonces este sería mas endeble y con más probabilidad de voltear la botella.

Dimensiones

La Dimensiones generales del barco son:

altura: 13cm

largo: 60cm (primera capa)

ancho: 30cm (primera capa)

Otros Componentes

Para recibir el chorro colocaremos un recepto de 180 grados. Estamos pensando en una copa.

Para sumar peso al barco y por ende estabilidad, pondremos una quilla en la parte inferior de la embarcación hecha de láminas de aluminio.

Videos

(nos quedó el audio desfasado a la imagen en los videos, no lo pudimos arreglar)

Análisis Hidrodinámico y del Chorro

A través de este link, podrán ver el análisis hidrodinámico que se realizó para el bote y en donde faltan los últimos detalles para hallar un tiempo de estimación de recorrido de 5 metros del barco.

http://ich1102grupo43.fileave.com/AnalisisHidrodinamico.doc

Solo estaría quedando la construcción de los últimos detalles del bote (quilla y propulsor y la experimentación correspondiente).

Compra de Materiales

El día 9 de noviembre nos reunimos para la compra de los materiales para la construcción del bote. Fuimos a un Easy y compramos dos tipos de plumavit: Normal y Cielo Americano. El normal es la típica plancha de plumavit la cual no es muy resistente. El cielo americano en cambio, es más duro y resistente, lo cual nos servirá para colocar la botella en la plancha de plumavit sin tener problemas con el peso. También adquirimos el pegamento y además compramos unas láminas de metal no muy pesadas para hacer la quilla. La idea de usar láminas es para poder ir pegando estas láminas de a poco hasta lograr el peso ideal para mantener al barco flotando. Luego, hicimos la repartición del trabajo a seguir de acuerdo a la Carta Gantt, para finalmente, probar las planchas de plumavit en agua junto con una botella encima, para ver qué tanto estas se hundían en agua.

Análisis de Estabilidad y Diagrama Cuerpo Libre

Luego de un análisis minucioso que hicimos acerca de la estabilidad del bota y su diagrama de cuerpo libre en el caso estático, logramos encontrar valores númericos que nos permitirán mantener el bote flotando y cumpliendo las restricciones impuestas en el proyecto.

Aquí está el link de nuestro desarrollo:

http://ich1102grupo43.fileave.com/DiagramaCuerpoLibre.doc

Carta Gantt del Proyecto

Esta será la Carta Gantt que utilizaremos a lo largo del semestre para el desarrollo del bote.

Investigación de Materiales

Para el caso de los materiales a utilizar en nuestro diseño, nos costó decidir por una. Evaluamos utilizar madera, plástico, e incluso cera, pero las descartamos por las complicaciones que podrían traer en el aspecto físico (gran peso específico), de costos, y de maleabilidad y dificultad para trabajar con ellos. Después de todo esto, concluimos de que la plumavit (poliestireno expandido) era la opción ya que:

• Tiene un peso específico bajo (entre 10 y 30 kg/m³), lo cual permitirá que el bote logre flotar fácilmente y sea ligero para alcanzar grandes velocidades con el chorro.
• Es barato
• Es fácil de trabajar con él ya que es fácil de cortar y de moldearlo a nuestras necesidades

Para el caso de la quilla, necesitamos de un material un poco más pesado o denso. Por ende, decidimos que el aluminio podía ser una muy buena opción dado su precio, maleabilidad, y peso específico (2698 kg/m³).

Definición de Diseño

El domingo pasado nuestro grupo se reunió para definir el diseño y materiales a utilizar para la construcción del bote. Pensamos en un diseño que fuera algo aerodinámico y liviano, para así poder alcanzar grandes velocidades con el impulso del chorro de agua. También, para mejorar la estabilidad del bote, decidimos colocar una quilla pesada bajo el bote cosa de hacer que el centro de gravedad quede lo más abajo posible respecto al centro de carena del bote y también decidimos de que la botella debería ir cerca de la parte trasera del bote, para mejorar la estabilidad del frente del bote. Para facilitar su contrucción, vimos que era mejor hacer el bote por capas, ya que así no necesitabamos conseguir materiales muy maleables ni tampoco generar cortes muy difíciles.


Con todo esto en mente, llegamos al siguiente diseño:

Este diseño no está considerando el sistema que recibirá el impulso del chorro de agua . Para esto, decidimos utilizar la parte superior de una copa de vino, ya que cumple con las características parabólicas que permiten aprovechar el máximo de energía del chorro de agua. Ésta, también tendrá un gancho, el que se podrá colocar en la parte posterior del bote en posiciones que permitirán cumplir con el requisito de los 3 cms de movilidad.

Proyecto Semestral

El proyecto a realizar durante este semestre "consiste en diseñar y construir un prototipo de una pequeña embarcación a escala que cumpla con ciertas restricciones y reglas en relación a potencia disponible para impulsarlo y presupuesto. Esta embarcación debe flotar de manera estable y moverse en forma controlada cuando es empujado".

Las restricciones y reglas, junto con el resto de los detalles están en el documento oficial del proyecto, en donde es importante destacar las restricciones monetarias que existen (se puede gastar un máximo de $13.000).

A partir de esto, hemos decidido juntarnos para investigar y analizar los posibles diseños y materiales a utilizar para el bote.

Presentación

Hola, somos alumnos de 3er año de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica y utilizaremos este blog para mostrar el desarrollo de nuestro proyecto del ramo Mecánica de Fluidos a lo largo del semestre. Aquí publicaremos nuestros avances, investigaciones, análisis y construcción de éste.

Los integrantes del Grupo 43 son:

• Maurice Dattas
• Benjamín Del Solar
• Luka Salamunic
• Abraham Lederman