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Número de Reynolds y su influencia

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numero_reynolds

Para la elección del perfil que se va a emplear en un aeromodelo, uno se suele ayudar de las gráficas de las polares de ese perfil y compararlo con otros para observar a priori su rendimiento. En este proceso se pide un dato que es el número de Reynolds. De su correcta elección dependerá que esas gráficas sean útiles o por el contrario se esté tomando un punto de partida erróneo.

 

El número de Reynolds es un número adimensional (no tiene unidades) que se utiliza en mecánica de fluidos para caracterizar su movimiento. Viene a tener relación con la cantidad de moléculas del fluido están circulando, en este caso por el perfil del ala en una unidad de tiempo. Por esta razón en él intervienen: la longitud del perfil (cuerda), la velocidad de vuelo, la viscosidad y la densidad del fluido, en este caso del aire; se pueden tomar condiciones normales o bién según tablas lo que corresponda para ciertas altitudes y temperaturas especiales.

 

Cálculo

La fórmula es Re=(densidad Kg/m3*velocidad m/s*longitud m)/viscosidad dinámica Kg/ms

En condiciones normales, la densidad del aire es de 1,2Kg/m3, mientras que su viscosidad dinámica es de 1,8x10-5Kg/ms

No obstante, para ir mas rápido, se puede usar un calculador de Reynolds online, aunque también los programas de análisis de perfiles, como el Profili, disponen de un sencillo calculador específico que reduce las posibilidades de confusión.

 

Caso práctico

Velero real de 15m, que tiene de cuerda raiz 1m y vuela a unos 120Km/h (33,3m/s) Re=2.279.698

Velero escala 1/2 de 7,5m, con cuerda raiz de 0,5m y que vuela a unos 15m/s Re=513.445

Velero escala 1/4 de 3750mm, con cuerda raiz de 250mm y que vuela a unos 12m/s Re=205.378

Velero escala 1/10 de 1500mm, con cuerda raiz de 100mm y que vuela a unos 10m/s Re=68.559

Para todos los casos se han dado unas condiciones normales a altitud 0m

 

En el siguiente gráfico están las polares de cada Re con un mismo perfil, el Wortmann FX-60 126, aunque el Profili redondea un poco los números de Reynolds no tiene influencia en el resultado.

 

fx60

 

Como se puede observar, a medida que aumenta el número de Reynolds el perfil se vuelve más eficiente, con más capacidad de sustentación y menor resistencia en todos los rangos de velocidades, lo que conlleva a una mejor tasa de planeo.

Para el caso del velero de 1.5m se puede observar que la gráfica de la polares muy diferente a la del resto. Ello es debido a que ese perfil no es tan efectivo para ese número de Reynolds, como con el resto.

En el siguiente gráfico se comparan al número de Reynolds del planeador de 1.5m el perfil Wortmann FX-60 126 junto con un Selig Donovan SD-7037.

 

re_bajo

 

Aquí se puede comprobar que el SD-7037 resulta más efectivo que el FX-60 126, la razón es que el primero es un perfil específico de aeromodelismo, mientras que el segundo lo es para veleros reales o grandes maquetas.

Se podría llegar a pensar que si el SD-7037 se comporta suficientemente bien a un número de Reynolds bajo, lo hará mucho mejor a uno alto, ganando al FX-60 126. Veamos qué ocurre.

 

re_alto

 

Se vé que el rendimiento del SD-7037 montado en un velero real de 15m es similar en unas zonas e inferior en otras con respecto al FX-60 126, dándose además, la circunstancia de que el FX al tener un mayor espesor, permite montar un larguero más robusto.

En este artículo sólo se ha tomado la cuerda raiz para las comparaciones, el marginal también es de especial importancia, de modo que el comportamiento de los perfiles también tendría que ser analizado, por esta razón es posible que se tuviera que utilizar un perfil distinto en el marginal, al trabajar a un número de Reynolds más bajo u otras necesidades.

 

Última actualización el Viernes, 16 de Octubre de 2015 15:06  

Comentarios  

 
+1 #1 jorge guerra 02-04-2013 04:31
muy buena explicacion y muy bien detallada , por fin pude entender bien el numero de reynolds
 

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