Sobre a las condiciones de diseño de nuestro prototipo creemos que lo más relevante de nuestro dispositivo es que debe mostrar de manera efectiva la diferencia de velocidades en las distintas secciones de la tubería, ya que el dispositivo es de utilidad educativa.
En su construcción se consideró y cumplió la restricción presupuestaria establecida en un comienzo del proyecto. Además para el diseño del dispositivo se tomó en cuenta la fragilidad de este, como será utilizado por menores no debe ser un dispositivo delicado en su manipulación, ni menos puede presentar riesgo para quien lo opera.
Consideramos que nuestro dispositivo cumplirá con satisfacción las condiciones de diseño ya mencionadas.
Debemos probar que nuestro prototipo no tenga filtraciones y cumpla su objetivo, el cual es mostrar una diferencia de velocidades en las secciones de tuberías que tienen diferente área transversal. Para esto debemos tratar de lograr un régimen permanente.
En los ensayos debemos constatar que no existen deficiencias en la construcción del prototipo, principalmente asegurarnos que no existan filtraciones de agua. Además realizaremos pruebas con diferentes caudales de modo de encontrar aquel que nos permita mostrar de una manera óptima las diferencias de velocidades deseadas.
Las pruebas consistirán en hacer fluir agua a través de nuestro prototipo con diferentes caudales, evaluar si hay pérdidas de agua, registrar las diferentes velocidades medidas del objeto deslizante en el interior de nuestro dispositivo, de ser necesario grabaremos los ensayos, y también anotar cualquier suceso que creamos que pueda afectar de manera relevante nuestra meta.
Cabe recordar que se construirá un prototipo del dispositivo, por lo que al probar este observamos que nuestro dispositivo necesita cambios en el diseño, estos se harán y se realizarán nuevamente las pruebas sobre el nuevo prototipo.
Finalmente optamos por hacer el primer modelo propuesto que consiste en mostrar el cambio de velocidades a través de un flujo constante en distintas secciones de tubo, lo cual se hará con un objeto que se mueva con el fluido a través de un eje de metal. Se hará un prototipo funcional que consistirá de solo las secciones de tubos y conectores tales como mangueras y abrazaderas. Se dispondrá de dos llaves una en cada extremo.
El sistema funcionará con los siguientes pasos:
1.Se cierra una llave y se hace fluir el agua por el otro extremo hasta llenar todo las secciones de tubos. (Figura 1)
2.Se abrirá la llave anteriormente cerrada, para que el agua fluya. (Figura 2)
3.El objeto comenzará a moverse a través del eje. (Figura 3)
4.Llegado el objeto al otro extremo, se cierran las dos llaves. (Figura 4)
En caso de usarlo otra vez, se conectan las llaves de forma inversa.
Para la construcción de nuestro prototipo utilizaremos los siguientes materiales:
-2 llaves que se utilizarán como compuertas para llenar el dispositivo y mantenerlo con un flujo constante de agua
-Botellas plásticas, las cuales serán parte de las secciones de mayor área.
-Manguera transparente, que tendrá doble uso: ser parte del las secciones de menor área del prototipo y ser conector a lo largo del prototipo
-Para sellar bien las conexiones utilizaremos vinilit, pegamento que se usa para pegar tubos de pvc, cinta de teflón, para llenar los espacios en las uniones y silicona para terminar con un buen sellado.
-1 pelota de plumavit o de goma, que servirá para ver el cambio de velocidades sobre este objeto.
-Alambre, que servirá como guía para el objeto que se moverá a lo largo del prototipo
-Abrazaderas, las cuales nos servirán para apretar aun más las conexiones
A partir del brainstorming de la figura anterior, hemos decidido seguir desarrollando la idea de los tubos con distintas áreas para analizar el cambio de velocidades y también nos quedamos con la alternativa de el fluido No-Newtoniano bailando. A continuación se muestran algunas imágenes y bosquejos de las alternativas antes señaladas.
Esta imagen corresponde al movimiento de un móvil por efecto de la velocidad del fluido, la experiencia consiste en ver visualmente el cambio de velocidades bajo un flujo constante, a medida que cambian las áreas a lo largo del trayecto.
Esta imagen corresponde a la experiencia de hacer bailar un fluido no-newtoniano, la experiencia consiste básicamente en observar el comportamiento del fluido, probablemente para entender mejor la experiencia, se necesitará de un paralelo del mismo ejercicio con un fluido newtoniano como el agua.
El concepto metodología se refiere a los métodos de investigación que permiten lograr los objetivos buscados. En nuestro caso, para el desarrollo de nuestro Proyecto Aplicado de Mecánica de Fluidos, la metodología se puede describir de la manera que se presenta a continuación.
Primero, como debemos trabajar en grupo y mantener una información constante entre los integrantes de este, para saber las disposiciones de tiempo de cada uno y la ideas o propuestas para el dispositivo, nos mantenemos comunicados mediante el uso del e-mail constantemente y además, nos juntamos todos los lunes después de la clase de Mecánica de Fluidos durante unos minutos para organizarnos y ver que es lo que nos toca hacer o en que debemos avanzar.
Ahora, con lo que al desarrollo del dispositivo respecta, la forma en que funcionaremos es la siguiente; primero, partir del “brainstorming” hecho por todo el grupo, definimos dos ideas o fenómenos posibles para ser utilizados como base para nuestro dispositivo. A partir de estas ideas; debemos desarrollar diseños de prototipos que sirvan para mostrar estos fenómenos y estudiar la factibilidad de estos diseños, con esto hecho, se tomara la decisión de que fenómeno se desarrollara y se harán los diseños finales para generar el prototipo que muestre este fenómeno de los fluidos. Una vez terminados los diseños finales, comenzaremos con la construcción del prototipo, para que una vez terminado podamos realizar pruebas de su funcionamiento y producir una retroalimentación de los diseños, para mejorarlos y solucionar los problemas y fallas de nuestro prototipo; esta última parte se repetirá hasta que el prototipo tenga resultados adecuados a nuestros objetivos.
Finalmente, una vez obtenido el prototipo final, se realizara la presentación de este y se tendrán todas las informaciones y datos necesarios para generar el informe final.
