Túnel de vento: projeto, construção e instrumentação

Abstract

RESUMO: Cada vez mais temos a necessidade de conectar o conhecimento prático com o teórico. Experimentos tendem a entregar resultados mais próximos possíveis do problema no mundo real, e auxiliam no embasamento de metodologias analíticas. Com o objetivo de que as aulas de termofluidociências da Engenharia Mecânica do IFES campus Cachoeiro de Itapemirim possuam um mecanismo que conecte o conhecimento de sala de aula ao aplicável na indústria, este trabalho consistiu em compilar fundamentos teóricos relacionados a túneis de vento, que se trata de um dispositivo cujo objetivo é simular as condições do escoamento sobre objetos e fornecer dados empíricos sobre o problema, bem como projetar e construir um túnel de vento para fins didáticos. Para tal, os cálculos da geometria e de perdas de carga de seus componentes base foram efetuados embasando-se em literaturas voltadas ao tema junto aos seguintes requisitos de projeto: a velocidade do fluxo e as dimensões da seção de teste. Adicionalmente, o projeto de um sistema eletroeletrônico de uma balança capaz de medir as forças atuantes em objetos sob efeito de fluxo forçado dentro do túnel foi realizado, contudo os dados obtidos das células de carga utilizadas não foram consistentes e não ofereceram resultados satisfatórios, impedindo sua implementação. Ao final, toda a metodologia de construção do túnel foi descrita, e análises qualitativas foram realizadas a fim de caracterizar o escoamento.

ABSTRACT: We increasingly need to connect practical and theoretical knowledge. Experiments tend to deliver results as close as possible to the problem in the real world, and help to support analytical methodologies. With the objective that the thermofluidscience classes of Mechanical Engineering at IFES campus Cachoeiro de Itapemirim have a mechanism that connects classroom knowledge to that applicable in industry, this work consisted of compiling theoretical foundations related to wind tunnels, which it is a device whose objective is to simulate the conditions of flow over objects and provide empirical data about the problem, as well as design and build a wind tunnel for educational purposes. To this end, the calculations of the geometry and pressure drops of its base components were carried out based on literature on the subject, together with the following design requirements: flow velocity and dimensions of the test section. Additionally, the design of an electro-electronic system of a scale capable of measuring the forces acting on objects under the effect of forced flow inside the tunnel was carried out, however the data obtained from the load cells used were not consistent and did not offer satisfactory results, preventing its Implementation. At the end, the entire tunnel construction methodology was described, and qualitative analyzes were carried out in order to characterize the flow. Key-words: Wind Tunnel. Design. Construction. Instrumentation.