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7/23/2019 Materiales mi fai
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Practica 2A: Propiedades Materiales
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AbstractEn este laboratorio se estudiaran las propiedades y
caractersticas de algunos materiales y sus diferentes
aplicaciones
por medio de experimentos una membrana que ser estimulada
con un parlante a diferentes frecuencias. Como objetivo
principal, esta prctica busca generar un criterio de seleccin
de
materiales, dependiendo de la necesidad; para este caso
especfico, materiales idneos para la transformacin de
energa.
Adems, se planteara el modelo aplicativo de las superficies en
el
mbito de seleccin de elementos granosos (como la sal y el
milo)
en una superficie membranosa dependiendo de su frecuencia.
I ndex TermsFrecuencia, Parlante, membrana, vibracin.
I. INTRODUCTION
La prctica Propiedades de los materiales se divide en dos
partes. La primera, se enfoca en la experimentacin deltraspaso
de energa elctrica a mecnica y acstica. Esto sehace por medio de un
montaje armado con un parlante de 10W ubicado debajo de una seccin
cilndrica hueca y sin tapa,a cual se vara su recubierta (membrana)
al igual que elmaterial encima de ella. Este ltimo ser el
elementointermedio entre la membrana y el ambiente que
permitirobservar la variacin de la energa recibida dependiendo de
lafrecuencia del altavoz.
II. MARCO TERICO-EXPERIMENTAL
Para desarrollar el montaje requerido con xito esindispensable
que la membrana logre ser excitada por lasondas sonoras generadas
por el parlante; en este caso el efectoen la membrana es la
vibracin obtenida por las ondassonoras, siendo ms precisos el
parlante mismo tambin tieneuna membrana incluida que permite la
creacin de esas ondassonoras.
La membrana necesariamente debe poder deformarse sinromperse en
la produccin del sonido, por tanto no debe serfrgil, pero si
elstica, cumpliendo esas condiciones de
manera que su grosor sea de una contextura delgada.Dependiendo
de la variacin, la membrana del montajecambia su comportamiento, a
bajas frecuencias el movimientotiende a ser ms marcado y lento,
pero en lo que se aumentala frecuencia llega a ser tan rpido que el
efecto es todo locontrario.
.
III. PROCEDIMIENTO
Para la construccin del modelo requerido para la prcticase us un
parlante de 10W el cual se aliment por medio de ungenerador de
seales AC, a la cual es posible variar sufrecuencia y amplitud, lo
que en consecuencia modifica a lamembrana y el sonido generado por
el mismo.
Luego de preparar el parlante se us plastilina y cinta
paraacoplar la parte superior de este con una jarra de una
alturaaproximada de 30 cm. Luego de esto se sell la parte
superiorde la jarra con una membrana templada y fijada con
cinta(para el caso particular de esta prctica se utiliz una
membrana de papel y luego una de plstico).Luego de tener el
montaje terminado se procede a cubrir lamembrana con distintos
materiales variando la frecuencia yobservado el comportamiento en
cada caso, tal como se puedeobservar en la figura 1.
En este punto, se realiz la prueba de induccin mecnicade los
materiales, para este laboratorio se emplearon tresmateriales
arenosos: sal comn, milo y caf; a continuacin serealiz la medida
del movimiento en el eje perpendicular a lamembrana, esto con el
objetivo de conseguir los puntos demayor movimiento del sustancia
diferentes valores defrecuencia del parlante.
Figura 1.montaje completo con caf en la membrana
Practica 2A: Propiedades Materiales
Juan Manuel Realpe, David E. Parra y Andrs F. Tamayo
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IV. RESULTADOS
En el modelo realizado los materiales colocados en lamembrana no
reaccionaban de la misma manera, en un casolas partculas de los
granos de milo rebotaban continuamente,mientras que en casos como
la sal pulverizada se vea ms unmovimiento de ubicacin, claramente
esto a suceda adiferentes frecuencias, pero aun as en igualdad de
condiciones
los eventos eran diferentes. En el caso del milo los saltos
erandescontrolados mientras que el movimiento de la sal era unpoco
ms reconocible por su patrn.
De igual manera la cantidad de material colocadomodificaba el
comportamiento: a una frecuencia relativamente baja pero en la que
an hay saltos si estaban muyagrupados los granos de milo estos no
se movan. En laactualidad la tendencia de uso de membranas es en el
mbitode los filtros ya que dependiendo del material del que
secompongan permiten el paso o no de otros elementos.
En la tabla 1 se pueden observar los valores de movimientoque
hacen referencia al movimiento mecnico de la membrana
con los materiales; este efecto se logra gracias a la
relacinexistente entre la frecuencia con la que la sustancia se
muevecon la membrana y en el que se mueven de manera diferente;en
sntesis, de acuerdo a la frecuencia de oscilacin de lamembrana, la
sustancias (dependiendo de su composicinestructural y densidad)
tendern a permanecer oscilantes conla membrana dependiendo una
frecuencia relativa. En el casode que esta frecuencia relativa no
sea acoplada por el material,este tendera a separarse de la
membrana y empezar a moverseformando patrones propios.
Tabla 1. Frecuencias de movimiento de materiales en membrana
vibratoria.
material Frecuencia de
movimientomnima [Hz]
Frecuencia de
movimientomxima [Hz]Milo 1000 1100Sal comn 100 1120Caf molido
1000 1150
Como dato adicional, los factores propios de formavibratoria de
las sustancias fueron estudiados por el fsicoalemn Ernst Chladni
(1756-1827), en su elemento el platode Chladni, en el cual como se
aprecia en la figura 2, seconstruye una formacin de ondas
estacionarias mostradas enun mbito bidimensional, estas imgenes
dependen delmaterial que se ocupe en la superficie.
Figura 2. Denostacin de los platos de Chladni
El mismo principio anteriormente mencionado se aplica almodelo
presentado en este laboratorio para la caracterizaciny titulacin de
materiales, esto permite la identificacin de losmateriales
dependiendo de su capacidad vibratoria.
Ahora, lo anterior se puede emplear como medio para
titulacin de alimentos en algn proceso de seleccin, dadoque como
se puede observar en la figura 3, los diferenteselementos
utilizados poseen una frecuencia de oscilacin
propia antes del movimiento mximo sobre la membrana, opico de la
respectiva curva del modelo.
Figura 3. Grafica de movimiento propio de los alimento frente
aoscilaciones.
Este modelo se ve aplicado actualmente en laclasificacin de
minerales e las grandes plantas de
procesamiento, empleando una mesa de vibracin lineal comose
observa en la figura 4.
0 500 1000 1500
sal
milo
caf
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Figura 4. Mesa vibratoria lineal.
V. CONCLUSIN
VI. REFERENCIAS
[1] tomado de
http://deconceptos.com/ciencias-naturales/membranael da 14 de
septiembre de 2015[2] tomado de
http://blog.condorchem.com/aplicaciones-industriales-de-la-filtracion-por-membranas/
el da 14 deseptiembre[3] tomado de
http://vibratescreen.es/product/1-9-4b.jpg el da14 de septiembre de
2015
Del presente informe se puede concluir que cada materialque es
puesto en una membrana oscilatoria, o plato deChladni, posee su
propia frecuencia de vibracin mxima; mas
puede depender estos valores de la membrana, su material, la
carga esttica que posea y su geometra, puesto que no
seobservaron las mismas figuras en los dos platos oscilatorios.Otra
conclusin que puede resultar de este informe es que
dependiendo de la densidad granular del material, el tamaodel
grano del material y su distribucin geomtrica, el materialva a
tender a moverse a diferentes frecuencias pico, por ende,no todos
los materiales son iguales.
