INGENIERÍA CIVIL_ Potencia y Fuentes de Energía en Maquinaria Pesada.pdf

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domingo, 15 de abril de 2012

Potencia y Fuentes de Energa enMaquinaria Pesada

Estosconceptoslosvemosconfrecuenciaenlastablasdeespecificacionesdelmotordeunautomvilocamin.Pero,qusignifican?,Cmolosinterpretamos?

Empecemosconunaanaloga:Alsentirnosenfermosvisitamosalmdicoparaconsultarlesobrenuestromalestar.Luegodeescucharnuestranarracin,nosrealizaalgunaspruebassencillas:nostomaelpulsoylapresinsangunea.Estaspruebaslepermitenconocerelestadodefuncionamientodelcorazn.Esdecirconqurapidezyfuerzaesttrabajandonuestromotor.Eltorqueylapotenciasondosindicadoresdelfuncionamientodelmotor,nosdicenqutantafuerzapuedeproduciryconqurapidezpuedetrabajar.Eltorqueeslafuerzaqueproducenloscuerposenrotacin,recordemosqueelmotorproducefuerzaenunejequeseencuentragirando.Paramedirlo,losingenierosutilizanunbancofrenodinamomtricoquenoesmsqueunainstilacinenlaqueelmotorpuedegiraratodasucapacidadconectadomedianteunejeaunfrenoobalanzaquelofrenaenformagradualymidelafuerzaconqueseestfrenando.Mientrasobservalafigurasuperior,tomeunlpizporlosextremosconlapuntadelosdedosdeambasmanos.Conlosdedosdelamanoizquierdatratedehacerlogirar(motor)yconlamanoderechatratedeimpedirquegire.Mientrasmsfuerzahagaparaimpedirquegire,mayorserelesfuerzoquedebehacerparahacerloquegirar.SellamaTorquemximoalamayorcantidaddefuerzadegiroquepuedehacerelmotor.Estosucedeaciertonmeroderevoluciones.Siguiendoelejemplodelagrficaenlafigurainferior:Unmotorconuntorquemximode125Nm@2500rpmsignificaqueelmotorescapazdeproducirunafuerzadegiro(Tcnicamenteconocidocomomomentoopartorsional)dehasta125newtonmetrocuandoestaceleradoalmximoygiraa2500revolucionesporminuto.Recuerdequeelmotoresta

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aceleradoalmximo(TcnicamenteconocidocomoWOTwideopenthrottle)ynogiraalasmximasrevolucionesyaqueseencuentrafrenadoporelfrenodinamomtrico. Mientrasmayorseael torquemximodeunmotor,msfuerteestees.Estoes interesantealmomentodecompararmotoresyaquesinimportareltamao,eltipo,elsistemadeencendidoeldeinyeccin,unmotortendrmsfuerzaqueotrocuando su torquemximo seamayor. La tendenciamundial es lograrmotores conel torquemsalto posible en todas lasrevolucionesyprincipalmentealarrancar.Esteefectoseconocecomomotorplano

Qupasconlapotencia? Lapotencia indica larapidezconquepuedetrabajarelmotor.Lapotenciamximaeselmayornmeroobtenidodemultiplicareltorquedelmotorporlavelocidaddegiroenquelogenera.Enelcasodelafigura,elmotortieneunapotenciamximade38kW@3000rpm.Potencia=TorquexvelocidadangularVeamoslasunidades:EnelsistemainternacionaleltorqueseexpresaenNm(Newtonmetro)LapotenciaseexpresaenW(Vatios)Debidoaquelosmotoresusadosenlaindustriaautomotriz,tienenmuchosvatiosseacostumbrausarelkW(Kilovatio)1kW=1000W

Relacionestiles:Potencia(enkW)=(Torque(Nm).Revolucionesporminutodelmotor(rpm))/95501kW=1,34hp(Horsepowercaballodepotencia)ElPSeselcaballoenelsistemamtrico.1kW=1,359PS1Nm=0,73756lbfft

RudolfDieseldesarroll la ideadelmotordieselyobtuvo lapatentealemanaen1892.Su logroeracrearunmotorconaltaeficiencia.Losmotoresagasolinafueroninventadosen1876y,especficamenteenesapoca,noeranmuyeficientes.

LasdiferenciasprincipalesentreelmotoragasolinayelDieselson:Unmotoragasolinaaspiraunamezcladegasyaire,loscomprimeyenciendelamezclaconunachispa.Unmotordieselsloaspiraaire,locomprimeyentoncesleinyectacombustiblealairecomprimido.ELcalordelairecomprimidoenciendeelcombustibleespontneamente.

Unmotordieselutilizamuchamscompresinqueunmotoragasolina.Unmotoragasolinacomprimeaunporcentajede8:1a12:1,mientrasunmotordieselcomprimeaunporcentajede14:1hasta25:1.Laaltacompresinse traduceenmejoreficiencia.

Losmotoresdieselutilizan inyeccindecombustibledirecta,en lacualelcombustibledieseles inyectadodirectamentealcilindro.Losmotoresagasolinageneralmenteutilizancarburacinenlaqueelaireyelcombustiblesonmezcladosuntiempoantesdequeentre al cilindro, o inyeccinde combustible depuerto en la queel combustible es inyectadoa la vlvula deaspiracin(fueradelcilindro).

Observequeelmotordieselnotienebuja,tomaelaireylocomprime,despusinyectaelcombustibledirectamenteenlacmaradecombustin(inyeccindirecta).Eselcalordelairecomprimidoloqueenciendeelcombustibleenunmotordiesel.En esta animacin simplificada, el aparato verde pegado al lado izquierdo del cilindro es un inyector de combustible. Decualquierforma,elinyectorenunmotordieseleselcomponentemscomplejoyhasidoobjetodegranexperimentacinencualquiermotorparticulardebesercolocadoenvariedaddelugares.Elinyectordebesercapazderesistirlatemperaturaylapresindentrodelcilindroycolocarelcombustibleenunfinospray.Mantenerelrococirculandoenelcilindromuchotiempo,estambinunproblema,asquemuchosmotoresdieseldealtaeficienciautilizanvlvulasdeinduccinespeciales,cmarasdeprecombustinuotrosdispositivosparamezclarelaireen lacmaradecombustinyparaqueporotrapartemejoreelprocesodeencendidoycombustin.Unagrandiferenciaentreunmotordieselyunmotoragasolinaestenelprocesodeinyeccin.Lamayoradelosmotoresdebarcosutilizaninyeccindepuertoouncarburadorenlugardeinyeccindirecta.enelmotordeunbarco,porconsiguiente,

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Etiquetas: Maquinaria Pesada y Movimiento de Tierras

todoelcombustibleesguardadoenelcilindroduranteelchoquedeaspiracin,ysequematodoinstantneamentecuandolabujadispara.Unmotordieselsiempreinyectasucombustibledirectamentealcilindro,yesinyectadomedianteunapartedelchoquedepoder.Estatcnicamejoralaeficienciadelmotordiesel.Lamayorademotoresdieselnosofrecenun testigode luzdealgn tipoquenosemuestraen la figura.Cuandoelmotordiesel est fro, el proceso de compresin no debe elevar el aire a una temperatura suficientemente alta para encender elcombustible.Eltapndeluzesunalambrecalentadoelctricamente(recuerdeloscablescalientesquehayenunatostadora)queayudaaencenderelcombustiblecuandoelmotorestfro.CombustibleDieselSiustedhacomparadoelcombustibledieselylagasolina,sabrquesondiferentes.Huelendiferente.Elcombustibledieselesmspesadoyaceitoso.Elcombustibledieselseevaporamuchomslentoquelagasolina,supuntodeebullicinesmsaltoqueeldelagua.Ustedoiramenudoquealcombustiblediesellollamangasoilporloaceitoso.Elcombustibledieselseevaporamslentoporqueesmspesado.Contienemstomosdecarbnencadenasmslargasquelagasolina(lagasolinatpicaesC9H20mientraseldieselestpicamenteC14H30).Tomamenostiemporefinarparacrearelcombustiblediesel,yaqueesgeneralmentemsbaratoquelagasolina.El combustible diesel tiene una densidad de energa ms alta que la gasolina. En promedio, un galn de combustiblediesel(3'875L.)contieneaproximadamente147x106joules,mientrasqueungalndegasolinacontiene125x106joules.Esto,combinadoconlaeficienciamejoradadelosmotoresdiesel,explicaporqulosmotoresdieselposeenmejorkilometrajequeelequivalenteengasolina.

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3 comentarios:Heidy as 24 de enero de 2013, 1:02

Muy buena explicacin y me encant el diseo. :D

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Lunita 13 de noviembre de 2013, 17:17

Muchas Gracias!!

Annimo 30 de enero de 2015, 11:35

exelente informacion

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