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05.- MEDICION DE POTENCIA MECANICA: (El Laboratorio del
Ingeniero Mecnico. Pg. 114 a 139)
a) Potencia. Definicin (cantidad de trabajo en la unidad de
tiempo) Unidades: 1 Watt = 1 J/s; 1 J = 1 N.m; 1 N = 1 Kg .m/s2 ; 1
CV = 736 W = (1/75) kg.m/s b) Potencia en los ciclos de mquinas
alternativas de vapor. En estas mquinas el trabajo y por ende la
potencia se desarrollan en virtud de la fuerza que la presin (P)
ejerce sobre el mbolo y el desplazamiento del mismo a lo largo de
su carrera (S). Como esta presin no es constante a lo largo de la
carrera, se hace necesario determinarla para cada punto del
desplazamiento. Esto se logra mediante los indicadores que permiten
arribar a un diagrama P S como el de la figura.
Diagrama P-S para cada cilindro de una mquina alternativa de
vapor, donde:
P es la presin medida por el indicador
S es la posicin del mbolo
P2 es la contrapresin
S0 es el espacio nocivo
C es el punto de cierre del escape
AA es el punto de apertura admisin
E es el punto de cierre de admisin
AE es el punto de apertura escape
Los indicadores son artificios que permiten graficar
directamente, tomando informacin de la posicin del mbolo y de la
presin actuante sobre su cara en cada instante.
c) Potencia Indicada: la potencia as determinada se llama de
este modo por haber sido obtenida por un indicador. Es la potencia
entregada por el fluido al mecanismo.
El trabajo que se ejerce en cada cilindro, es el producto de la
fuerza que entrega el mbolo multiplicada por su desplazamiento.
Esta fuerza no es constante porque es el producto de la presin
(variable a lo largo del ciclo) por la superficie F de la cara del
mbolo. Para simplificar el clculo se puede establecer una presin
media (Pi) y una velocidad media a lo largo de la carrera (Cm),
resultando el trabajo de cada cilindro: W = Pi . F . S y la de la
potencia correspondiente: Ni = (Pi . F . Cm) / 2 . 75 donde:
Pi(kg/m2), F(m2), S(m), W(kgm), Ni(CV)
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La potencia que el sistema puede entregar se llama efectiva (Ne)
y es siempre menor que la indicada porque est afectada por prdidas.
El cociente entre ambas se llama rendimiento mecnico, = Ne / Ni y
es siempre menor que la unidad.
d) Tipos de Indicadores: d.1) Indicadores de pistn (con resorte
calibrado). Se trata de un conjunto que acta con la presin interna
del cilindro venciendo a un resorte calibrado por medio de un
pequeo mbolo conectado a un trazador y un tambor que oscila girando
sobre su eje en funcin de la posicin del mbolo. Este conjunto
permite la traza del diagrama P-S con magnitudes que dependen de la
constante del indicador. Rango de aplicacin: hasta las 400 rpm,
porque a mayor velocidad la inercia del mecanismo induce gruesos
errores.
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d.2) Indicadores de Maihak (con elstico en voladizo, de
frecuencia natural ms alta que la de un resorte), tiene menor
inercia y permite su aplicacin hasta las 2400 rpm.
d.3) Indicadores de diafragma equilibrado. En este instrumento
la contrapresin de aire comprimido hace las veces de resorte
actuando sobre una cara del diafragma, mientras que sobre la otra
lo hace la presin indicada del cilindro. Un mecanismo elctrico
emite un pulso en concordancia con el punto elegido previamente
para determinar la presin (similar al distribuidor de un motor
Otto). Si la contrapresin es superada por la presin a medir, un
interruptor acopado al diaffragma emite un clic que se puede oir
con auriculares. Esto se logra partiendo de valores superiores de
contrapresin y disminuyndola gradualmente hasta precibir la seal
(como se toma la presin arterial en medicina). Esta determinacin
debe hacerse para cada punto de giro del rbol, mediante un
mecanismo divisor ajustado al distribuidor.
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d.4) Indicadores pticos. En este tipo de instrumento como el de
Watson, un espejo sujeto a oscilaciones por actuacin de la Pi,
refleja un haz de luz proveniente de una fuente, sobre otro espejo
que oscila en funcin de la posicin del mbolo. Esta oscilacin
combinada produce sobre una pantalla opalescente el conocido grfico
que puede ser observado o fotografiado. Su baja inercia permite
aplicarlo en velocidades superiores a 2000 rpm.
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d.5) Indicadores Electrnicos. Usan accesorios que pueden
transformar las variaciones de presin en cambios de comportamiento
elctrico (p.ej. conductividad). Si a esto se le adiciona una onda
diente de sierra sincronizada al desplazamiento, se puede generar
un grfico mediante un osciloscopio. Es el sistema de menor inercia
entre los usados.
ENSAYO DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA
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Los resultados d el ensayo son las lamadas CURVAS
CARACTERISTICAS
POTENCIA [Kw]
100
120
140
160
180
200
220
240
260
600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
Rgimen del motor [r.p.m.]Rgimen del motor [r.p.m.]Rgimen del
motor [r.p.m.]Rgimen del motor [r.p.m.]
Potencia [Kw]
Potencia [Kw]
Potencia [Kw]
Potencia [Kw]
PAR MOTOR [Nm]
1000
1200
1400
1600
600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
Rgimen del motor [r.p.m.]Rgimen del motor [r.p.m.]Rgimen del
motor [r.p.m.]Rgimen del motor [r.p.m.]
Par motor [Nm]
Par motor [Nm]
Par motor [Nm]
Par motor [Nm]
CONSUMO ESPECIFICO [gr/Kw/h]
200
210
220
230
240
250
600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
Rgimen del motor [r.p.m.]Rgimen del motor [r.p.m.]Rgimen del
motor [r.p.m.]Rgimen del motor [r.p.m.]
Consumo especifico
Consumo especifico
Consumo especifico
Consumo especifico
de combustible [gr/Kw/h]
de combustible [gr/Kw/h]
de combustible [gr/Kw/h]
de combustible [gr/Kw/h]
