Las Notas de Jero, Un lujo a nuestro alcance... Opciones

[tenista]

Quiero presentaros a...

Jero
@jeroitim

Ingeniero Mecánico. Apasionado por la ingeniería de Competición, en especial F1. E interesado en la aviación militar.

Desde hoy hasta cuando él quiera, nos "aprovecharemos" de sus conocimientos, para aumentar los nuestros. Sirva como presentación el siguiente hilo, creo es bastante mejor a que yo siga escribiendo palabra tras palabra.








https://twitter.com/jeroitim/status/1342857480716611590

[Jero]

Buenos días y buen viernes santo.

Siento haber tardado algo más en escribir de lo que me hubiera gustado. En fin, para compensar espero que el tema que traigo hoy sea de tu agrado.

Aunque la temporada de F1 ya está iniciada, quería hablarte de unos dispositivos que en test suelen verse bastante. Me estoy refiriendo a dispositivos aerodinámicos muy "vistosos", a muchos aficionados llaman la atención, denominados "kiel arrays" o parrillas kiel. Pero antes, mejor comenzar por lo más básico.

Para empezar, hablaré aquí del tubo de Pitot, o simplemente pitot. Invento presentado en el año 1732 por el ingeniero francés Henri Pitot, y que luego ha ido evolucionando mediante implementaciones realizadas en años posteriores... y siglos.
Bien pero, ¿qué es un tubo de Pitot, o pitot? Es un dispositivo usado en mecánica de fluidos, cuya finalidad es medir la velocidad del fluido (líquido o gas) para obtener la presión total del mismo. Aquí te pongo un esquema del dispositivo:



Para no liarte mucho con matemáticas, decirte que en el punto 0 del esquema el fluido tiene una presión y velocidad desconocidas. Pero sabemos que en 1 (embocadura del tubo) se forma la conocida como presión total o presión de estancamiento, consecuencia de que la velocidad en ese punto es 0. Mediante la ecuación de Bernoulli, se puede calcular esa presión, haciendo las simplificaciones pertinenentes:



Para las zonas 1-2, se calcula mediante esta simplificación:



Por lo que se determina que la presión total depende directamente de la altura que alcance el fluido en el punto 2. Todo esto sirve para calcular la presión en ese punto concreto, dónde esté situada la pitot. En los F1 suelen ir situadas en la zona donde el cockpit se une al morro del monoplaza (bulkhead).



En test se colocan en más sitios porque se necesitan obtener más datos en diferentes zonas. Recuerda que la pitot sólo mide en el punto concreto dónde esté situada, un volumen de control muy pequeño.

¿Qué ocurre si un equipo necesita medir esa presión en muchos puntos? Bueno, pues aquí es donde entran en funcionamiento las parrillas kiel (kiel arrays). Esto no son más que emparrillados de pletina de aluminio (habitualmente) que ocupan un área determinada (suele ser para cubrir un volumen significativo de aire) y a los que se les colocan tubos de Pitot con ordenamiento matricial, para que estén bien organizados. Estos tubos de Pitot se "enfundan" para que no haya problemas con las mediciones, en el sentido de que las pitot son sensibles al ángulo de inclinación y también podrían obtruirse en algunas zonas bajas del vehículo.



Las pitot se conectan mediante cables eléctricos a la centralita, para tomar lectura de las presiones. Estos cables tienen que ser lo más finos posible, para interferir lo menos posible en la lectura. Adicionalmente, hay que tener en cuenta el retardo en la toma de datos, por lo que hay que hacer una pequeña correlación matemática de la información obtenida.
Aparte, las lecturas obtenidas sólo sirven para el área ocupada, si se colocan otros sensores más atrás de la parrilla, las lecturas serán erróneas porque el aire viene muy perturbado.

La finalidad de una parrilla kiel es obtener un campo de presiones en un área concreta del vehículo, y después de corregidos los datos, compararlos con los del túnel de viento y los CFD.



Por último, otro ejemplo de un pequeño "kiel array", aquí situado por debajo del alerón delantero para medir que la presión es más baja que por la parte superior del mismo.

En fin, hasta la próxima y espero no tardar tanto. Gracias por tomarte la molestia de leerlo, y no dudes en preguntar cualquier duda que surja.