[CASTELLÀ] En este proyecto se pretende diseñar un túnel de viento de bajas velocidades para el testeo de modelos a escala reducida en aplicación educativa bajo el concepto low-cost. Se aspira conseguir un diseño funcionalmente efectivo que permita obtener una buena calidad del flujo en la sección de testeo. Por otra parte, se plantea efectuar el control del ventilador generador de flujo mediante un microprocesador Arduino. También se contempla realizar el diseño de una balanza de fuerzas para cuantificar los esfuerzos que genera el flujo sobre el modelo. Se propone llevar a cabo el desarrollo de un sistema de adquisición de datos de diferentes parámetros físicos del modelo bajo experimentación, controlado por una pantalla HMI y gestionado por Arduino. A primera instancia, sólo se pretende desarrollar el diseño de forma teórica. Para lograr los objetivos establecidos, se realiza una investigación de fondo sobre la aerodinámica de túneles de viento. De dicho estudio se extraen un seguido de criterios científicos que posteriormente son aplicados en el desarrollo del túnel de viento, con la intención de conseguir unos resultados funcionalmente adecuados. Por otro lado se realiza la aplicación de la herramienta metodológica DFMA (Design For Manufacturing and Assembly) para la reducción de materiales y con ello lograr el atributo de low-cost. Teniendo en cuenta las especificaciones técnicas del diseño del túnel de viento, se escoge un ventilador capaz de ofrecer un flujo de aire suficiente para la realización de los test, y se adecua esta elección según el rango de dimensiones geométricas de las hélices para el posterior ensamble con el difusor. Tras la elección, se realiza un control de la velocidad del flujo de aire mediante un variador de frecuencia que gobierna el motor de inducción del ventilador. Para la posterior medición en la zona de test se calculan las fuerzas de reacción en la estructura que forma parte de la balanza y se acondicionan las células de carga acorde con los esfuerzos esperados. Se agregan sensores de velocidad del flujo, velocidad en un punto, presión y temperatura, y se programa un entorno HMI mediante una pantalla Nextion y Arduino. Como resultado se obtiene un diseño suficientemente preciso según los resultados de las simulaciones CFD (Computational Fluid Dynamics), además de conseguir que el coste del túnel se notablemente más bajo que los ofertados por las empresas del sector. Como conclusión se determina que es de gran utilidad llevar a cabo un plan de diseño completo y detallado en cuantos más aspectos posibles, y que la aplicación de herramientas metodológicas resulta efectiva para alcanzar las intenciones originarias. Además se corrobora que es posible diseñar un sistema electrónico low-cost utilizando tecnología con tendencias hacia el futuro y tecnologías de software libre como es Arduino.
[ANGLÈS] The purpose of this paper if to design a low-speed wind tunnel to test small sized models, for educational application under the concept of low-cost. It is aimed to achieve a functionally effective design in order to obtain a good quality of the flow in the test section. Moreover, it is intended to control the fan that generates the flow by means of an Arduino microprocessor. It is also planned to design a force balance to quantify the stresses generated by the flow over the model. It is proposed to conduct the development of a data acquisition system of the several physical parameters involved in the experimentation, controlled by a HMI screen and operated by Arduino. At first glance, it is only pretended to develop the design theoretically. In order to fulfill the stated purpose, it is carried out a deep background research on the aerodynamics of the wind tunnels. From the study, it is extracted a series of scientific criteria that will be applied afterwards in the development of the wind tunnel, with the intention to secure functionally adequate results. On the other hand, it is used the design methodology DFMA (Design For Manufacturing and Assembly) to reduce material costs so the low-cost goal can be satisfied. Considering the technical specifications of the wind tunnel design, a fan is selected, so it is capable to generate enough flow to execute the tests, and this selection is also befitted with the geometric dimensions of the fan blades so it is possible to assembly it with the diffuser later. After the fan election, it is created an airflow velocity control by using a frequency converter that manages the fan induction motor. To ensure the further capacity to measure in the test section, it is necessary to calculate the reaction forces in the structure that conforms the force balance, and then the load cells are prepared according to the expected efforts. It is also added sensors to measure the flow speed, the air speed on one point, pressure and temperature, and it is programmed an HMI workspace through a Nextion screen and Arduino. As a result, a reasonably precise design according to the CFD (Computational Fluid Dynamics) simulations, in addition to attain that the wind tunnel cost remains much lower than the others offered by the companies of the sector. As a conclusion, it is determined that it is certainly useful to conduct a complete design plan and with as many details as possible, as well as that the application of the methodological tools result effective to obtain the initially proposed intentions. Furthermore, it is sustained that it is possible to design a low-cost electronic system by using future rends technologies and open source software such as Arduino.
