Una vela no es el ala de un avión.

[jonam52]

Originalmente publicado por caribdis

Vale, se frena más en una cara que en la otra, en la que también se frena ligeramente.

Pero las velocidades son diferentes y las presiones diferentes, presión al nivel del mar normal 1013 hPa, en la cara de sotavento se frena ligeramente y sube a 1015, y en barlovento se frena más y sube hasta 1025, por dar unas cifras..

Ya tienes menos presión en sotavento que en barlovento, y lo que se ha estudiado en los túneles de viento es que esa presión diferencial está distribuída creando fuerzas que son de succión y bastante elevadas en sotavento y de presión bastante más bajas en barlovento.

Son las fuerzas reales que se pueden medir, como la cuchara que se acerca al chorro. El viento no puede empujar a una vela en ceñida, claramente la succiona, por diferencia de presiones, no porque la presión en sotavento sea de 1000 hPa. No lo necesita.

Que esa distribución de fuerzas sea en realidad expresión de reacción por el flujo que ha cambiado de dirección? En el ejemplo de la cuchara, el chorro se aleja de su dirección normal y la cuchara, contraintuitivamente, se mueve en dirección contraria. El principio de acción y reacción no es especialmente intuitivo.

Las dos cosas pasan, y hay seguro que revisar las explicaciones que se dan, el vénturi entre génova y mayor no es cierto, por ejemplo, pero no descartes el efecto Coanda porque es una simple prueba del principio de acción y reacción.

vale, nos vamos acercando Caribdis... lo que creo que te falta por entender es que el flujo del aire si que puede empujar a sotavento de una vela en ceñida y eso para cualquiera que trabaje con gases es el 2+2 son 4 y no se extraña por más que sea anti-intuitivo... las particulas del gas en movimiento libre en todas direcciones tambien "golpean" a sotavento y producen una reacción como fuerza de magnitud igual pero de sentido contrario... ahi esta el quiz del asunto. Por eso la cara de sotavento crea fuerza velica y el ala sustentacion por su parte superior, una fuerza que es superior a la simple diferencia de presion. Excepto en el caso del transbordador espacial a velocidades hipersonicas y alturas de mas de 8000 metros donde no hay suficientes particulas de aire para crear sustentacion en la parte superior...

no he encontrado información sobre a qué velocidades un ala puede crear un vacio momentaneo por el hecho de desplazar una masa de aire y que el aire no tenga tiempo de volver a "rellenar" ese espacio, entiendo que es cerca de la velocidad del sonido pero no lo se realmente... en todo caso son velocidades muy superiores a la de los veleros y por eso mi protesta por la comparación sin más reflexión.

[caribdis]

Yo creo que analizas mal lo que pasa en el vídeo de Cambridge



Los pulsos de humo salen retrasados del perfil con respecto al flujo inalterado, pero porque recorren más longitud.

Las velocidades del flujo aumentan claramente en la entrada del perfil, sobre todo las que están cerca del stagnation point o punto de separación, porque deben evitar muy rápidamente el borde de ataque del perfil.

Esto produce unos aumentos de velocidad significativos que dan lugar a la distribución de presiones comprobada en los túneles:




Piensa en lo que pasa en la proa de un gran petrolero, el agua en reposo debe moverse a gran velocidad para apartarse de la proa, y eso crea una ola que va moviendo capas más alejadas. En la popa del barco los flujos se igualan y el agua queda quieta de nuevo, pero las velocidades que ha adquirido para superar la proa son innegables.

[jonam52]

pues lo de que el flujo recorre un camino más largo a sotavento te lo compro porque eso se ve en el video que es asi, no acabo de ver la aceleración porque si que llega algo más retrasado que el flujo original pero al recorrer más distancia se mantiene la velocidad, pero no se acelera. Eso se ve muy claro por ejemplo en los rios donde una piedra afecta al flujo y las ondulaciones empiezan antes de llegar el agua a la piedra porque el flujo transmite información aguas arriba. En el caso de la vela, el viento tambien siente la vela antes de llegar a ella y empieza a cambiar de dirección antes de llegar a ella. Eso se ve muy claro en el video.

Para hablar de lo otro hay que ir a la "letra pequeña" para que nos digan esa distribución de presiones a qué velocidad de flujo corresponde porque me temo que va a ser a velocidades cercanas al sonido y muy lejos de las nuestras....

de todas formas queda un obstaculo grande a superar... que la fuerza resultante sea muy superior en la realidad que la que se calcula por diferencia de presión...

[jonam52]

Mira, esto he sacado de un proyecto de fin de grado de la Escuela Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad de Cantabria.
Despues de analizar las diferentes teorias erróneas sobre la sustentación que sería demasiado largo de poner aqui y de explicar porque no se debe aplicar Bernoulli en este tema, al igual que lo hace la NASA, dice lo siguiente a modo de resumen:
"24
La teoría aceptada es la del flujo descendente, que se basa también en la aplicación de la tercera ley de Newton. El aire que fluye tanto por el extradós como por el intradós es empujado continuamente hacia abajo, debido a la propia forma del perfil, generando una fuerza descendente. Debido a la tercera ley de Newton se genera una fuerza de reacción a esta fuerza descendente, de forma que la componente normal de dicha reacción es la fuerza de sustentación."
"La fuerza de sustentación se entiende como una fuerza de reacción a la fuerza originada por el flujo descendente"

Eso no niega que haya diferencia de presiones, lo que dice es que la "sustentación" no se explica por diferencia de presiones sino por un flujo que es desviado y que tambien por el estrados empuja hacia abajo... por supuesto a velocidades subsonicas... a mayores velocidades ya nos da igual lo que pase. Y tambien sigo insistiendo: si el aire por el extrados empuja hacia abajo, no necesitamos cola "coanda" para mantenerlo "pegado" al ala.



https://ibb.co/6BhsNPQ

[jiauka]

Originalmente publicado por jonam52

Mira, esto he sacado de un proyecto de fin de grado de la Escuela Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad de Cantabria.
Despues de analizar las diferentes teorias erróneas sobre la sustentación que sería demasiado largo de poner aqui y de explicar porque no se debe aplicar Bernoulli en este tema, al igual que lo hace la NASA, dice lo siguiente a modo de resumen:
"24
La teoría aceptada es la del flujo descendente, que se basa también en la aplicación de la tercera ley de Newton. El aire que fluye tanto por el extradós como por el intradós es empujado continuamente hacia abajo, debido a la propia forma del perfil, generando una fuerza descendente. Debido a la tercera ley de Newton se genera una fuerza de reacción a esta fuerza descendente, de forma que la componente normal de dicha reacción es la fuerza de sustentación."
"La fuerza de sustentación se entiende como una fuerza de reacción a la fuerza originada por el flujo descendente"

Eso no niega que haya diferencia de presiones, lo que dice es que la "sustentación" no se explica por diferencia de presiones sino por un flujo que es desviado y que tambien por el estrados empuja hacia abajo... por supuesto a velocidades subsonicas... a mayores velocidades ya nos da igual lo que pase. Y tambien sigo insistiendo: si el aire por el extrados empuja hacia abajo, no necesitamos cola "coanda" para mantenerlo "pegado" al ala.



https://ibb.co/6BhsNPQ

Y? Según tú eso no aplica a veleros, no? Ya que no parecen en nada a 1 ala...

Originalmente publicado por jonam52

si es incompresible no puede haber diferencias de presiones. ...

Y cuando puedas nos cuentas esta teoría tuya según la cual en 1 liquido -como es incompresible - no hay diferencia de presión, vamos que en el fondo del mar tenemos la misma presión que a 1 metro de la superfície, no?

[jonam52]

Originalmente publicado por jiauka

Y? Según tú eso no aplica a veleros, no? Ya que no parecen en nada a 1 ala...



Y cuando puedas nos cuentas esta teoría tuya según la cual en 1 liquido -como es incompresible - no hay diferencia de presión, vamos que en el fondo del mar tenemos la misma presión que a 1 metro de la superfície, no?

justamente, eso mismo se aplica a los veleros, no la diferencia de presión sino el hecho de desviar el flujo. La vela desvia el flujo por las dos caras y eso crea una fuerza velica en dirección perpendicular al flujo, a barlovento y a sotavento...

mira, en el fondo del mar el peso del agua presiona a los objetos pero el agua misma no aumenta de presión porque es imcompresible. Cuando un buzo respira a cierta profundidad y llena sus pulmones de aire no puede subir a la superficie porque ese aire se expandiria y lo reventeria... sin embargo puedes llenar una botella de agua en el fondo del mar y sacarla sin que le pase nada porque el agua no está comprimida. Bueno, extrictamente un pelin si, pero es tan poco que no se tiene en cuenta.

[jonam52]

si quieres aplicar la aeronautica a los veleros lo tienes que hacer de forma correcta y no coger cosas que funcionan en aviones a velocidades cercanas al sonido y superiores y aplicarlo directamente a una vela...

si explicas correctamente como funciona un ala a velocidad de una avioneta entonces si que lo puedes aplicar a la vela... ojo, pero a la vela solo, el velero no es solo vela, es vela y casco.

[jiauka]

Originalmente publicado por jonam52

.....

mira, en el fondo del mar el peso del agua presiona a los objetos pero el agua misma no aumenta de presión porque es imcompresible.

...

O sea, que según tu teoría, el agua siempre tiene la misma presión, no? Ya sea en 1 cubo de agua en la luna, en 1 cubo de agua en el jardín de 1 casa, en el fondo del mar, o en el grifo de 1 casa. Es así, no?

[caribdis]

Originalmente publicado por jonam52

Mira, esto he sacado de un proyecto de fin de grado de la Escuela Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad de Cantabria.
Despues de analizar las diferentes teorias erróneas sobre la sustentación que sería demasiado largo de poner aqui y de explicar porque no se debe aplicar Bernoulli en este tema, al igual que lo hace la NASA, dice lo siguiente a modo de resumen:
"24
La teoría aceptada es la del flujo descendente, que se basa también en la aplicación de la tercera ley de Newton. El aire que fluye tanto por el extradós como por el intradós es empujado continuamente hacia abajo, debido a la propia forma del perfil, generando una fuerza descendente. Debido a la tercera ley de Newton se genera una fuerza de reacción a esta fuerza descendente, de forma que la componente normal de dicha reacción es la fuerza de sustentación."
"La fuerza de sustentación se entiende como una fuerza de reacción a la fuerza originada por el flujo descendente"

Eso no niega que haya diferencia de presiones, lo que dice es que la "sustentación" no se explica por diferencia de presiones sino por un flujo que es desviado y que tambien por el estrados empuja hacia abajo... por supuesto a velocidades subsonicas... a mayores velocidades ya nos da igual lo que pase. Y tambien sigo insistiendo: si el aire por el extrados empuja hacia abajo, no necesitamos cola "coanda" para mantenerlo "pegado" al ala.



https://ibb.co/6BhsNPQ

Yo lo compro, como causa adicional, pero que no me coloquen la fuerza a popa de la vela, la fuerza está muy claro donde está!

[jonam52]

Originalmente publicado por caribdis

Yo lo compro, como causa adicional, pero que no me coloquen la fuerza a popa de la vela, la fuerza está muy claro donde está!

Mira, es diferente analizar el flujo de un gas a gran escala que a pequeña escala. A gran escala hay un flujo en una dirección que es clara. A escala de las moleculas no es asi. En un gas hay mucho espacio entre las moleculas y estas tienen libertad de movimientos, por lo tanto se mueven en todas direcciones y chocan muchas veces unas contra otras y tambien contra la vela, a barlovento y a sotavento tambien. Y en un ala por abajo (que es muy intuitivo) pero por arriba tambien (que ya no es tan intuitivo) y tambien por arriba producen un efecto de acción-reacción que se traduce en sustentación.

Si nos quedaramos solo con el flujo a gran escala no podriamos explicar que en una tuberia el flujo de gas tenga una perdida de presión a medida que avanza, porque si sigue la misma dirección del tubo ¿por qué tendrian que chocar las particulas contra las paredes del tubo? es que a pequeña escala tambien se mueven en dirección a las paredes del tubo y chocan contra él, perdiendo energia que transmiten al tubo.

Piensa en esto con la vela y verás que tambien a sotavento las particulas de gas chocan contra la vela y le transmiten energia contribuyendo a la fuerza velica. A gran escala (nosotros estamos en la gran escala porque somos gigantes comparados con el tamaño de las particulas) nosotros solo notamos la dirección media del flujo y no notamos que hay particulas que se mueven en otras direcciones tambien.

Si fueramos del tamaño de las particulas veriamos particulas moviendose en todas direcciones y chocando entre ellas y con todo lo demás y nos costaria entender que en ese caos hay una corriente en una dirección...

[caribdis]

Originalmente publicado por jonam52

Mira, es diferente analizar el flujo de un gas a gran escala que a pequeña escala. A gran escala hay un flujo en una dirección que es clara. A escala de las moleculas no es asi. En un gas hay mucho espacio entre las moleculas y estas tienen libertad de movimientos, por lo tanto se mueven en todas direcciones y chocan muchas veces unas contra otras y tambien contra la vela, a barlovento y a sotavento tambien. Y en un ala por abajo (que es muy intuitivo) pero por arriba tambien (que ya no es tan intuitivo) y tambien por arriba producen un efecto de acción-reacción que se traduce en sustentación.

Si nos quedaramos solo con el flujo a gran escala no podriamos explicar que en una tuberia el flujo de gas tenga una perdida de presión a medida que avanza, porque si sigue la misma dirección del tubo ¿por qué tendrian que chocar las particulas contra las paredes del tubo? es que a pequeña escala tambien se mueven en dirección a las paredes del tubo y chocan contra él, perdiendo energia que transmiten al tubo.

Piensa en esto con la vela y verás que tambien a sotavento las particulas de gas chocan contra la vela y le transmiten energia contribuyendo a la fuerza velica. A gran escala (nosotros estamos en la gran escala porque somos gigantes comparados con el tamaño de las particulas) nosotros solo notamos la dirección media del flujo y no notamos que hay particulas que se mueven en otras direcciones tambien.

Si fueramos del tamaño de las particulas veriamos particulas moviendose en todas direcciones y chocando entre ellas y con todo lo demás y nos costaria entender que en ese caos hay una corriente en una dirección...

Hay varios experimentos en los que se ve como un fluído que adquiere velocidad baja la presión y mueve objetos en la dirección contraria a la esperada, los succiona. El de soplarle a un folio curvado, por ejemplo.

Claro que las moléculas del aire siguen chocando con el folio, pero la velocidad del aire ha bajado su presión y succiona al folio. También hay moléculas chocando por la otra cara, lo importante es que choquen con menos fuerza por la cara superior, la velocidad las arrastra y por eso chocan menos?