Problemas con las pruebas del bote

Lamentablemente durante las pruebas el bote se nos desviaba y chocaba en la pared por lo que nunca llegó a los 5 metros pero estimamos que se debería demorar alrededor de 19 segundos en llegar.

Lamento la hora de entrega pero se me calló el internet durante casi 2 horas y no pude actualizar la pagina antes. Espero comprehensión del corrector

Fuerza de Impulso

Calculo de caudal de salida y Velocidada salida Chorro

Cálculo Fuerza de Arrastre

Estas son las pruebas que hicimos para estimar el caudal, 5 veces durante unos segundos capturamos el agua que salía por el estanque, para luego después de simples operaciones matemáticas determinar el caudal medio.

Fotos Construcción del bote

Nicolás comienza con el lijado del casco



Domingo ayuda a Nicolás con el pulido.



Luego Gustavo les ayuda.




más tarde Rodrigo toma el relevo.





Dando forma a la Proa del bote.









Preparando el casco para la prueba de estabilidad.





En otra entrada subiré un video con la prueba de estabilidad.

El bote terminado.

Teoría impacto de chorro

Como vimos en el laboratorio, para calcular la fuerza que ejerce un chorro sobre una placa, utilizaremos la ecuación de continuidad y la de conservación de la cantidad de movimiento.
Por segunda ley de Newton tenemos:



Aplicando el Teorema de transporte de Reynolds sobre el lado derecho de la ecuación anterior, nos queda:




Para un fluido homogéneo y en régimen permanente tenemos la relación:



La cual es válida para cualquier sección transversal del flujo.


Calculo fuerza chorro sobre placa




Aplicando esta ecuación sobre el caso de la figura de arriba, tenemos:




Despejando nos queda:




Si despreciamos la masa del chorro nos queda:



Ahora es fácil ver que el Angulo que maximiza la esta fuerza (como valor absoluto) es 0 grados, lo que nos queda.





Debido a esto nuestro diseño será una placa cóncava semi-esférica.

Estabilidad

(CC)(CG)= 6,42593
I/Vc= 10318,2
como vemos I/Vc es mayor que (CC)(CG) por lo tanot el bote eas estable

Momento de inercia

Calculando el momento de inercia en la calculadora nos da 40790 cm a la cuarta

Calculo del Centro de Gravedad del bote

• Sin Botella:

Cabe notar que esta medidas fueron consideradas desde la base del bote.

• Con Botella

Para simplificación de cálculos se aproximó la botella a un cilindro de 30 cm de alto

Calculo Volumen de Carena

Tenemos las constantes:


Para calcular el volumen de Carena usamos la figura de la vista superior. Para esto calculamos el volumen del casco a la altura h. Con un poco de imaginacion vemos que el volumen total es el area del trapezoide de la base por la altura mas el triangulo de altura h y base h*tan(20) (el cual es igual a 2) por el largo de la frotera media el cual lo aproximamos al largo de la frontera interior más el volumen del semi-cono de altura h y base htan(20). Este cono es debido a que la proa del bote es semicónica

Haciendo este cálculo en la calculadora nos da:

Asignacion de Tareas a Futuro

Información Blog:

• Domingo Fernández.
• Rodrigo González Pozo.

Webmaster:

• Juan José Cortés.

Futuras Modelaciones computacionales:

• Gustavo Larraín

Cootización de materiales

• Nicolás Cottin.

Encargado de Finanzas

• Nicolás Cottin.

Calculo de volumen de Carena y Peso de la embarcación

• Rodrigo González

Modelación del Dispositivo

Estos son los modelos del dispositivo que queremos construir; aún es un diseño tentativo, las medidas del bote todavía no son concretadas, pero ésta es una aproximación acertada de lo que buscamos. Creemos que el diseño bajo, pero amplio en su parte trasera será el más óptimo para que el bote adquiera una velocidad importante, al mismo tiempo que se respetan las condiciones del problema.

Estabilidad en cuerpos flotantes

Nuestro bote está sujeto a restricciones del tipo físicas, principalmente de la flotabilidad de éste. Por eso, deberemos analizar las condiciones necesarias para que pueda flotar y desplazarse por el fluido, en este caso, agua. Hagamos un breve análisis físico:

Para que un cuerpo flote este debe estar en equilibrio. O sea que la fuerza ejercida por la gravedad sobre el cuerpo (Peso) debe ser igual a la que ejerce el agua por el empuje, sobre el cuerpo. Cuando el cuerpo flota, una sección de éste queda sumergido. Al volumen sumergido del cuerpo, se le conoce como volumen de Carena y su punto de aplicación se llama Centro de Carena.

Al ejercer un pequeño giro sobre el cuerpo, el centro de carena se desplaza, esto genera un momento de par que va a producir un giro. Éste puede hacer que el cuerpo siga girando, lo que se conoce como equilibrio inestable o simplemente hacer que regrese a su punto inicial, el cual se conoce como equilibrio estable.

Según las bases del proyecto nuestro bote debe ser estable o más bien que el equilibrio del bote sea estable. Para determinar si un cuerpo es estable o no, introduciremos el concepto de metacentro, el cual es el punto de intersección entre el plano diametral de la embarcación y la vertical trazada desde el nuevo centro de carena. Éste es el máximo punto hasta donde puede llegar el centro de gravedad para que la embarcación sea estable (click en la figura para agrandar).

Matemáticamente :

Donde:

• (CC)(CG)= Distancia entre el Centro de Carena y el de Gravedad.
• (CC)M= Distancia entre el Centro de Carena y el Metacentro.
• I= Momento de Inercia respecto al eje de Rptación en la linea de Flotación.
• Vc= Volumen de Carena.
  

Tareas Pendientes y Asignaciones

1) Modelación en auto cad: => Gustavo
2) Explicación teórica del concepto de estabilidad. => Rodrigo
3) Cálculo de Fuerzas de Empuje y Peso. => Rodrigo

Introducción a nuestro blog

Bienvenidos,

Somos alumnos de Ingeniería de la Universidad Católica de Chile y se nos planteo un desafío en uno de nuestros cursos: La construcción de un bote a escala.

Este bote a final de semestre competirá contra los de otros grupos en una carrera organizada por el departamento, además de ser el más rapido, debemos cumplir con ciertos requisitos de estabilidad, flote e hidrodinámica.

A través de este blog podremos informarle, a nuestros profesores y a la gente interesada en el proyecto, nuestros avances en el diseño y la construcción de nuestro modelo.

Saludos

Grupo 11