Estudio experimental sobre la influencia del ciclo de actividad en la inyección pulsada de aire como elemento de control de flujo

Abstract

En este trabajo se realizaron ensayos de inyección pulsada de aire en una cavidad cúbica de 10 cm de lado para intentar determinar experimentalmente el efecto del ciclo de actividad de la onda cuadrada que gobierna la señal de inyección sobre las presiones medidas en la pared opuesta al chorro de aire y el caudal de inyección. El aire se inyectó a través de un orificio centrado en una cara de la cavidad enfrentada a la pared donde se ubicaron las tomas de presión. Se establecieron las condiciones del flujo en 6 bares de presión, 4 litros por minuto de caudal, 5 valores de frecuencia (5, 10, 15, 20 y 25 Hz) y 3 ciclos de actividad (20, 50 y 80%) para cada frecuencia. Se encontró que el ciclo de actividad afecta inversamente a los valores pico de presión medidos en la pared opuesta a la descarga y a los valores de caudales de inyección, ya que, a menor ciclo de actividad, estos fueron mayores. Estos resultados indican el potencial de la variación del ciclo de actividad en la utilización de sistemas de control activo con inyección de aire, ya que se obtienen mejores características y son menos costosos que aquellos de frecuencias mayores. Luego a partir de las mediciones realizadas se calcularon valores de velocidad y radio de dispersión para comparar la teoría de chorro continuo con los datos experimentales de chorro pulsante. Para las velocidades se observaron discrepancias entre los resultados del ensayo y los valores analíticos, pero se atribuyen a la naturaleza de la inyección, ya que ésta es pulsante y la teoría utiliza inyección continua. De esta manera se puede asumir que las velocidades calculadas a partir de inyección pulsante son aproximadamente 3 veces mayores que las velocidades obtenidas a partir de inyección continua de aire. Por último, cuando se trata del radio de dispersión sucede algo similar a lo ocurrido con las velocidades ya que también se utilizó la teoría de chorro de aire turbulento, para ambos casos se obtuvo un factor de corrección para poder utilizar las ecuaciones planteadas para chorro continuo en el caso de que se utilice chorro pulsante.