View
230
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
Sistema de transformacin de energa
Salida de energa
Sistema
Entrada de energa
Unidad Central de Fuerza UCF
Transforma energa elctrica en energa hidrulica
Motor elctrico + Bomba hidrulicaEntrada: energa elctrica mecnicaSalida: energa hidrulicaDiagrama UCF
Potencia =Presin x caudal
Lnea retorno
Diagrama circuito
Actuador lineal
Mando
Direccin
UCF
Potencia hidrulica
P * Q
Trabajo mecnico
Estanque (T/ )
Estanque abierto, capacidad mnima 3 veces el caudal de la Bomba
Rombo Aparato de acondicionamiento
Filtro, Calentador,
Enfriador, etc.
Filtro
Bombas cilindrada fija
Bombas cilindrada variable
Cuadrado
rgano de mando
VLP (LP) Limitadora Presin
LP Vickers modelo CT
Vlvula direccional 2 posiciones
a
b
Vlvula direccional 3 posiciones
a
o
b
Vlvula 2 vas y una posicin
Vlvula 2 vas y dos posiciones
Vlvula 4 vas y 3 posiciones
Actuador lineal
Cilindro neumtico
Doble efecto
sin amortiguacin
Bomba no desplazamiento positivo (centrifugas flujo radial axial)
Uso alto caudal y baja presin
No apta en hidrulica
Bomba desplazamiento positivo
(Tipica de engranajes dentado exterior)
Bomba de Engranajes
Clculo potencia elctrica UCF
Datos
Cilindrada Bomba Paletas = 110 cm3/rev.
Presin de trabajo = 70 bar
Potencia elctrica UCF
P = p * Q ((bar * L/min.)/600) Kw
Q Bomba = (110 cm3/rev. * 1450 rpm)/100
Q Bomba = 161,7 L/min.
P = 70 * 161,7/ 600 = 18,8 Kw
Datos
Presin de trabajo (p)= 70 bar
Revoluciones motor = 1450 rpm
Q = Desplazamiento bomba por vuelta * rpm
Hidrosttica
S A1 = A2 = A3
Luego F1 = F2 = F3
p1 = *g*h
p2 = *g*h
p3 = *g*h
h
p1
p2
p3
S P1 = P2 = P3
P1
P2
P3
F3
F2
F1
A1
A2
A3
y las reas
Luego las fuerzas
Ley de Pascal
Ley de Pascal, que enunciada simplificadamente dice: la presin en cualquier parte de un fluido sin movimiento tiene un solo valor, independiente de la direccin;
o dicho de otra forma:
La presin aplicada a un lquido confinado se transmite en todas direcciones y ejerce fuerzas iguales sobre reas iguales.
Representacin Ley de Pascal
(F) Fuerza
p
A
La presin siempre acta en forma vertical o sobre las superficies que limitan el recipiente"
Presin
Transmisin de Fuerzas
F2/F1 = A2/A1
F1
F2
A1
A2
S1
S2
F2= (A2/A1) * F1
Transmisin de presin
p1/ p2 = A2/ A1
A1
A2
P1
P2
F1
F2
Caudal
Se define el caudal como la cantidad de fluido que atraviesa una seccin dada por unidad de tiempo. Esta cantidad de fluido se puede expresar de dos formas, en masa o en volumenCaudal Msico
es el expresado en unidades de masa.El caudal msico se expresa en kg/sCaudal volumetrico
es el expresado en unidades de volumen.
El caudal volumtrico es el m3/s.
En la prctica se emplea el l/mn, o el m3/hora
Caudal msico y volumtrico
el caudal msico y el caudal volumtrico estn relacionados a travs de la densidad del fluido, que en el caso de los gases es variable con la presin y la temperatura
Friccin y prdida de carga
La energa hidrulica no se puede transmitir libre de prdidas a travs de tuberas
La prdida de energa hidrulica que se produce significa una prdida de presin.
Hidrocintica
Ley de continuidad
A travs de un tubo con distintas secciones transversales, pasan dentro de un mismo periodo de tiempo volmenes idnticos.
Esto significa que la velocidad de flujo del fluido debe aumentar en los puntos donde se produce angostamiento
Velocidad v = Q/A
Ley de conservacin de la energa
la energa total de un caudal de lquido no vara mientras no se introduzca energa desde el exterior ni se entregue energa hacia el exterior
Energa
Energa Ep y Ec
Ep = Energa potencial
Ec = Energa cintica
Energa potencial
Energa de posicin, en funcin de la columna de lquido y de la presin estticaEnerga cintica
Energa de movimiento, en funcin de la velocidad de flujo y de la presin dinmicaecuacin de Bernoulli
Referido a la energa de presin ello significa
donde
ptotal =presin total
pst = presin esttica
presin por altura de la columna de lquido
presin dinmica
prdida de presin
p (prdidas)
La dimensin de las prdidas por friccin depende especialmente de:
- La longitud de la tubera,
- La seccin transversal de las tuberas,
- La rugosidad de las paredes del tubo,
- La velocidad de flujo y
- La viscosidad del lquido
Tipo Flujos
Se diferencian dos tipos de flujo:
- Flujo laminar y
- Flujo turbulento
Flujo laminar
Se denomina flujo laminar cuando la velocidad de los lquidos hace que estos se mueven por capas, dnde la capa interna del lquido tiene la mayor velocidad dado que la capa externa est detenida en la pared del tubo
Flujo turbulento
Se denomina flujo turbulento cuando supera la velocidad crtica y este se vuelve arremolinado
Velocidad crtica
La velocidad crtica no es una magnitud definida. Depende de la viscosidad del fluido y de la seccin transversal de flujo
La velocidad crtica se puede calcular y en instalaciones hidrulicas no deber ser superada
Nmero de Reynold Re
El tipo de flujo se puede determinar a groso modo con el nmero de Reynold Re
Reynold Re
Re crtico = 2300
Este valor vale solo para tubos redondos, tcnicamente lisos y rectos
Flujo turbulento y laminar
Ejemplo
Clculo Velocidad v = Q/A
Clculo velocidad en la tubera
Datos:
Lnea de Presin (1-1/4 = 32 mm)Q = 0.00162833 m3/s tubera = 32 mm = 0.032 mr tubera = 16 mm = 0.016 mClculo velocidad
Desarrollo:
A = PI *r2= 3.1415 * 0.016^2
= 0.00080425 m2
v = Q/A= 0.00162833/ 0.00080425
= 2.02 m/s
Tipo Flujos
Se diferencian dos tipos de flujo:
- Flujo laminar Re< 2300, y
- Flujo turbulento Re > 2300
Nmero de Reynold Re
El tipo de flujo se puede determinar a groso modo con el nmero de Reynold Re
v =la velocidad de flujo en m/s,
dh = el dimetro hidrulico en m, es igual al dimetro interno del
tubo, = 4 * A/U
A = Superficie de la seccin transversal,
U = permetro (2 * PI * r),
= viscosidad cinemtica en m2/s
Variables
Clculo para caera de 32 mm de
dh = 4 * A/2*PI*r (U)
= 4* 0.00080425/ 0.100530
= 0.03200009 m
Clculo # Re
V = 2.02 m/s
dh = 0.032 m
= 0.000068 m2/s (40C)
2.02 * 0.032/ 0.000068
Re = 950,6
V * dh
Re =
Reynold Re
Re crtico = 2300
Este valor vale solo para tubos redondos, tcnicamente lisos y rectos
Tabla Viscosidad
Viscosidad
Comparaciones Re
Flujo turbulento y laminar
=
=
Pa
m
N
A
F
P
2
te
Cons
v
p
h
g
tan
=
+
+
*
2
2
r
2
2
v
h
g
p
p
st
total
*
+
*
*
+
=
r
r
h
g
*
*
r
2
2
v
*
r
n
h
e
d
v
R
*
=
h
g
p
*
*
r
=
3
2
1
A
A
A
=
=
3
2
1
F
F
F
=
=
h
T
Vicos. m2/s
# Re
2 C
0,0008896
73
6 C
0,0005310
122
40 C
0,0000680
951
45 C
0,0000534
1210
50 C
0,0000427
1514
55 C
0,0000346
1868
60 C
0,0000284
2276
80 C
0,0000145
4458
Recommended