Determinación experimental de parámetros aerodinámicos de setos de bugambilia (Bougainvillea spectabilis) como cortinas rompevientos

• Autores: Alexander Laffita Leyva, Arturo Martínez Rodríguez, Pedro A. Valdés Hernández, Enmanuel Ávila González, René O. Rodríguez Grimón
• Localización: Chilean Journal of Agricultural & Animal Sciences, ISSN-e 0719-3890, ISSN 0719-3882, Vol. 38, Nº. 3, 2022, págs. 345-353
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Experimental determination of aerodynamic parameters of bugambilia (Bougainvillea spectabilis) hedges as a windbreak
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    RESUMEN El objetivo de este trabajo fue determinar experimentalmente los parámetros aerodinámicos de setos de Bugambilia a emplear como cortina rompevientos para su caracterización como medios porosos en los programas comerciales de dinámica de fluido computacional. Esta investigación pertenece a un proyecto aprobado por el Programa Nacional de Energía de Cuba. Muestras de setos de Bugambilia con densidad aparente del follaje de 7,19 kg m-3 fueron sometidas a la acción de corrientes de aire en un túnel aerodinámico construido en el Centro de Mecanización Agropecuaria (CEMA) de la Universidad Agraria de La Habana. El diseño experimental contempló tres niveles de profundidad de la cortina (1; 1,5 y 2 m) y cuatro niveles del flujo volumétrico del aire (entre 5,2 y 7,5 m3 s-1). Se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre los tres niveles de profundidad en términos de porosidad aerodinámica de la cortina ( ε 𝑎𝑑 ), con valores promedio 𝜀 𝑎𝑑 de 0,77±0,05; 0,70±0,07 y 0,64±0,08; 𝑘 𝑝 resistencia al paso del fluido por la cortina ( 𝑘 𝑝 ), con valores promedio de 6,39; 9,96 y 12,69 s-1; y coeficiente de arrastre, con valores de 0,35; 0,55 y 0,89 para 1; 1,5 y 2 m de profundidad, respectivamente. Se obtuvo modelos estadísticos lineales para la predicción de la diferencia de presión ( ∆𝑃 𝑡 ) en función del flujo volumétrico, con coeficientes de determinación de 0,68; 0,77 y 0,78 para los tres niveles de profundidad de la cortina estudiados.

  • English

    ABSTRACT The objective of this study was to determine experimentally the aerodynamic parameters of Bugambilia hedges to be used as a windbreak for their characterization as porous media in commercial programs of computational fluid dynamics. This research is part of a project approved by the National Energy Program of Cuba. Samples of Bugambilia hedges with apparent foliage density of 7.19 kg m-3 were subjected to the action of air currents in an aerodynamic tunnel built in the Center for Agricultural Mechanization (CEMA) of the Agrarian University of Havana. The experimental design included three depth levels of the windbreak (1, 1.5 and 2 m) and four levels of the volumetric air flow (between 5.2 and 7.5 m3 s-1). Statistically significant differences were found between the three depth levels in terms of aerodynamic porosity of the windbreak ( 𝜀 𝑎𝑑 ), with average values of 0.77 ± 0.05, 0.70 ± 0.07 and 0.64 ± 0.08; resistance of the windbreak ( 𝑘 𝑝 ) to fluid flow, with average values of 6.39, 9.96 and 12.69 s-1; and drag coefficient, with values of 0.35, 0.55 and 0.89 for depths of 1, 1.5 and 2 m, respectively. Linear statistical models were obtained for the prediction of the pressure difference ( ∆𝑃 𝑡 ) in function of volume flow, with coefficients of determination of 0.68, 0.77 and 0.78 for the three depth levels of the windbreak studied.