5.1 Una descripción física del diseño previsto
El diseño que decidimos realizar, consta del bloque de plumavit dado por reglamento del proyecto, así como una punta especial, también de plumavit para utilizar el bloque de manera de maximizar su uso, y por último tiene una mica que será la ventana aerodinámica, ya que seguirá el mismo corte que tiene el bloque completo, para tener una visión perfecta de lo que se encuentra en frente.
En un principio, habíamos pensado en poner incluso el bloque sobre la persona, pero nos dimos cuenta que la mayoría del viento por el sólo movimiento viene desde de frente a la persona que maneja, por lo que esa idea se tachó rápidamente.
También habíamos pensado en hacer como una punta de avión, que fue la idea con la que nos quedamos y a la que le añadimos una mica para la visión, que era parte de la alternativa anterior.
Modelo del protodipo en Inventor
Especificaciones del prototipo de Inventor
Hay que considerar que para obtener estas medidas tomamos en cuenta
todo lo aprendido durante el semestre en el ramo de Mecánica de Fluidos.
5.2 Plan de trabajo final
Nos juntamos todo el grupo para tomar medidas claras y ciertas sobre el modelo que estábamos realizando.
No fuimos dando cuenta que las ideas que teníamos y que habíamos pensado en el Brainstorming no eran suficientes o bien no eran tan claras y precisas como deberían haber sido, por lo que nos pusimos rápidamente a sacar cuentas, con lápiz y papel en mano para no dejar nada al azar.
Estimamos conveniente que Maurice Thenoux hiciera el modelo en algún programa, tipo Inventor, para que éste se asimilara a los detalles que habíamos pulido ya de la primera entrega.
Felipe Clark se encargó de realizar los cálculos reales para los valores de velocidad y área que obtuvimos de la experimentación en terreno con la bicicleta, para luego entre todos definir la forma teórica que tendría el plumavit.
Pablo Gaete y Ignacio Matte se encargaron de hacer que el plumavit tuviera la forma deseada, con una fecha tope hasta el Martes 12 de Junio para poder probar nuestra diseño y tener los últimos datos con lo cuales obtendríamos el Coeficiente de Arrastre real con nuestro pedazo de plumavit cortado.
Nos dividimos también, la entrega del informe final, el Power Point correspondiente y el Blog en partes iguales para hacer equitativa la pega en este último tramo de clases, en el que estábamos tan llenos de trabajos y pruebas que definían nuestro semestre.
5.3 Estimación de costos
Dentro de nuestro diseño quisimos modelar el bloque de plumavit de manera que cubra al ciclista por encima y de frente, dejando una ventana cubierta con un material como mica para la visión. Este material es barato y su costo no influía tanto, como sí lo hacía su utilidad para poder tener una buena vista de lo que se tiene por delante.
Además, en una de nuestras reuniones quisimos integrar también una punta distinta al bloque de plumavit. Aunque también la pensamos de plumavit, quisimos que fuera una pelota que cortaríamos para darle mayor forma al diseño y aprovechar bien lo que se nos dio por reglamento, en cuanto se refiere a las dimensiones del bloque.
Creemos nos vamos a gastar cerca de $8.000 pesos, para poder comprar todo lo que sirva para unir el prototipo a la bicicleta. Costo cero, tendrá el cortar el prototipo ya que lo vamos a hacer, debido a nuestra inexperiencia, con un amigo de la familia de un miembro del grupo, Pablo Gaete.
5.4 Predicción del desempeño
Dado los cálculos realizados y las aproximaciones que debimos ir haciendo mientras íbamos avanzando en el estudio y conocimiento de los principios que gobiernan este tipo de actividades, pensamos en hacer que el bloque fuera lo más aerodinámicamente parecido a lo que es el fuselaje del avión, pensando principalmente en su trompa.
Este tipo de modelo tiene por concepto básico el flujo potencial por el cual se está moviendo el objeto, es decir por el fluido que queremos atravesar: en este caso, el aire. Por lo que, y considerando lo visto en clases, creemos que lo que más se asemeja es a una suma de flujos, tales como un flujo uniforme horizontal de velocidad constante, más la inclusión de una fuente real. Que es el mismo flujo potencial con el que se diseñan las carcazas de los autos, ya que en éste no existe fenómeno de separación, con lo cual le estamos dando caza a uno de los problemas que teníamos al inicio.
Visualizando el prototipo final
Analizando el problema y visualizando una posible solución, creemos que el coeficiente de arrastre que deberíamos obtener será de un valor menor a 1 y superior, creemos a 0,5; ya que esto sería un gran avance en cuanto a la aerodinámica de la bicicleta en cuestión.
Mediante algunos experimentos realizados obtuvimos resultados con los que podemos calcular el coeficiente de arrastre asociado a nuestra bicicleta, tanto sin el diseño puesto como con el diseño instalado. Los resultados son anotados y analizados en el punto 6.3.
Primera foto con nuestro prototipo terminado sobre la bicicleta
Prototipo de Plumavit montado sobre bicicleta
Prototipo sobre bicicleta de frente
