INTRODUCCION

En el presente laboratorio se realiza, con el objetivo de conocer los diferentesmtodos para la medicin de la potencia, indicando en cada uno de estos elprocedimiento y los equipos necesarios para realizarse, adems de conocer elfuncionamiento y el rol que cumple cada una de las maquinas en el proceso, y porultimo aprender a utilizar correctamente los instrumentos de medicin que se utilizarandurante el ensayo de laboratorio.

En la primera parte de la experiencia se mide la potencia que entrega el motor elctrico Broomwade al compresor, empleando para ello un dinammetro y un contador; en esta misma experiencia tambin se llega a medir la potencia que ejerce el compresor, para ello se usa un indicador de diagrama del tipo pistn y un planmetro.

En la segunda parte de la experiencia se realiza la medicin de la potencia al eje de la Turbina Francis mediante una cinta de freno a diferentes cargas, y como un segundo mtodo se emplea un tacmetro digital.

Finalmente se mencionan las observaciones y conclusiones de las experiencias realizadas.

OBJETIVOS

Los principales objetivos del presente laboratorio son:

1. Conocer y aprender los mtodos para poder calcular los diferentes tipos de potencia.

2. Determinacin la potencia al eje que entrega el motor ruston y clculo de velocidades en est.

3. Determinacin de la potencia indicada en el Broom Wade.

FUNDAMENTO TEORICO

Potencia.-

El concepto de potencia puede emplearse para nombrar a la cantidad de trabajo que se desarrolla por una cierta unidad de tiempo. Puede calcularse, en este sentido, dividiendo la energa invertida por el periodo temporal en cuestin.

Potencia (til).-

Frecuencia con que se d desarrolla o recibe trabajo (til).

Velocidad angular

En fsica, especficamente en mecnica, la velocidad angular (tambin conocida como frecuencia angular o pulsacin) es una medida de la velocidad de rotacin. Se mide en radianes por segundo (o simplemente s-1 porque los radianes son adimensionales).

La razn de ello es que una revolucin completa es igual a 2 radianes:

Cuando T es el perodo y f es la frecuencia.

Maquina rotatoria.-

Equipo capaz de utilizar la rotacin de un eje para producir, generar, transformar, transmitir, intercambiar energa entre dos o ms entes. Por ejemplo turbinas, bombas, etc.

Maquina rotatoria

Potencia por friccin (FRENO PRONY)

El freno consta de un brazo, sobre el que van montados un dinammetro y una rueda, que tiene adosada una cincha de alto rozamiento. Esta rueda es la que se conecta al eje del motor del cual se quiere medir su potencia. El ajuste de la cincha es variable, pudindose controlar as el torque de carga aplicado al motor.

Este freno provee una forma sencilla de aplicar un torque de carga al eje principal de salida de un motor. La potencia de salida es disipada en forma de calor por el material del freno. Ajustando la fuerza del freno, se puede cambiar la fuerza del torque. Combinando la medicin de este torque (mediante un dinammetro colocado en el brazo del freno, a una distancia conocida del eje del motor) con la medicin de velocidad de rotacin del eje, puede calcularse la potencia de salida del motor.

Potencia al eje

Turbina Francis

El agua a presin va a una cmara espiral en forma de caracol, cuya misin es repartir el caudal por toda la periferia del rodete. Una serie de labes fijos se encargan de canalizar correctamente las lneas de flujo del agua

Entre esta hilera de labes fijos y el rodete se encuentra una segunda fila de labes mviles o palas directrices que constituyen lo que se denomina el anillo distribuidor. El distribuidor permite regular el caudal de la turbina sin que las venas lquidas sufran desviaciones bruscas o contracciones, permitiendo un rendimiento elevado incluso con cargas reducidas. Estos labes mviles pueden girar alrededor de un eje paralelo al eje de la mquina, y el movimiento de cierre es simultneo para todos ellos.

Tacmetro Digital

Medicin a distancia este Tacmetro Digital ofrece una lectura rpida y precisa de las RPM y de velocidad en superficie a travs de la rotacin de objetos, sin necesidad de contacto.

Taqumetro

Medidor de revoluciones que se emplea para indicar la velocidad de avance instantnea. Esta ha sido la medida que ms a interesado al automovilista, puesto que se tomaba como el ndice ms importantes de las prestaciones de un vehculo; por esta razn, el tacmetro (velocmetro) ha sido uno de los primeros instrumentos utilizados en un vehculo.

Dinammetro

Se denomina dinammetro a un instrumento utilizado para medir fuerzas. Fue inventado por Isaac Newton y no debe confundirse con la balanza, instrumento utilizado para medir masas (aunque s puede compararse a una bscula o a una romana). Normalmente, un dinammetro basa su funcionamiento en un resorte que sigue la Ley de Hooke, siendo las deformaciones proporcionales a la fuerza aplicada. Estos instrumentos consisten generalmente en un muelle contenido en un cilindro de plstico, cartn o metal generalmente, con dos ganchos, uno en cada extremo. Los dinammetros llevan marcada una escala, en unidades de fuerza, en el cilindro hueco que rodea el muelle. Al colgar pesos o ejercer una fuerza sobre el gancho inferior, el cursor del cilindro inferior se mueve sobre la escala exterior, indicando el valor de la fuerza. Los muelles que forman los dinammetros tienen un lmite de elasticidad. Si se aplican fuerzas muy grandes y se producen alargamientos excesivos, se puede sobrepasar el lmite de elasticidad y sufrir el muelle una deformacin permanente, con lo que se inutilizara el dinammetro.

Los dinammetros los incorporan las mquinas de ensayo de materiales cuando son sometidos a diferentes esfuerzos, principalmente el ensayo de traccin, porque miden la fuerza de rotura que rompen las probetas de ensayo. Los dinammetros suelen ser usados en la ortodoncia para medir las fuerzas aplicadas por el tratamiento.

POTENCIA INDICADA (Ni)

La potencia indicada que es la que se le entrega a la sustancia que se comprime en el compresor. La potencia se define como:

Presin: Usamos la presin media indicada de un ciclo termodinmico obtenida con ayuda del diagrama indicado proporcionado por el indicador del tipo pistn (pmi).

Volumen: Se toma el volumen de desplazamiento mximo del cilindro.

Tiempo: Es el tiempo para un ciclo termodinmico.

Por lo tanto la potencia indicada ser igual a:

Donde:

Pmi: Presin media indicada de un ciclo en N/m2

A: rea del pistn

L: Carrera del pistn

N: RPM ( ciclo/min)

: Dos (para ciclo de 4 tiempos), Uno (para ciclo de 2 tiempos)

La presin media indicada se obtiene con el indicador de diagrama que es un instrumento provedo de un soporte que nos registra el ciclo termodinmico que se suscita en escala reducida y se define como la presin constante que durante una carrera produce un trabajo igual al trabajo indicado.

Diagrama que se obtiene:

Compresor de alta Presin

Los compresores de alta presin funcionan mediante el principio adiabtico por el cual se introduce el gas en su cilindro por sus vlvulas de entrada, se retiene y se comprime dentro del cilindro para salir por las vlvulas de salida en contra de la presin de la descarga. Estos compresores de alta presin no suelen emplearse como unidades individuales, con la excepcin de que el proceso requiera de un funcionamiento intermitente.

Un ejemplo claro es que si hay que regenerar un catalizador cada tres meses o se posee un suministro de reserva desde otra fuente esto nos da el tiempo para reemplazar las vlvulas de los pistones en el caso de que esto sea necesario. Los compresores de alta presin tienen piezas de contacto tal como las vlvulas de pistones con las paredes del cilindro, placas y recortes que se acoplan con sus asientos y entre la empaquetadora. Todas estas piezas se encuentran sujetas a desgaste de pistn. Los compresores de alta presin pueden ser lubricados o no. Si lo permite el proceso siempre es preferible contar con un compresor de alta tensin lubricado ya que esto prolonga la vida til de cada pieza.

Tiempo

Volumen

esin

Tiempo

Trabajo

Potencia

=

=

Pr

f

=

-

60

i

N

L

A

pmi

Pot

total

indicada

f

=

-

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i

N

V

pmi

Pot

total

indicada