POTENCIA Y VELOCIDAD

7/24/2019 POTENCIA Y VELOCIDAD

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Potencia y Velocidad Laboratorio de Ingeniera MecnicaAUTOR: LUIS HUAMAN MARIN

NDICE

1. Introduccin.2

2. Objetivos..3

3. Fundamento Terico..4

4. Procedimiento.9

5. C!cu!os " #esu!tados.....14

$. Conc!usiones.....1%

&. #ecomendaciones19

%. 'ib!io(ra)*a.2+

INTRODUCCIN

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,a medicin de -otencia ue (enera o recibe una muina es una -rctica mu"

com/n en nuestros d*as. ,os in(enieros necesitan saber de cuanta -otencia

dis-onen -ara rea!i0ar sus o-eraciones diarias en una -!anta " -or otro !ado

tambin necesitan determinar e! costo ue tendr ue -a(arse -or !a ener(*a

e!ctrica consumida -or !a muina.

n e! -resente in)orme -rimero se rea!i0an mediciones de )uer0as " ve!ocidades

-ara rea!i0ar !a (r)ica Potencia vs #P. ,ue(o se -rocede a medir vo!tajes

corrientes )uer0as ve!ocidades an(u!ares " tem-eraturas con e! )in de ca!cu!ar !as

distintas e)iciencias ue -resenta un com-resor de dos eta-as.

Fina!mente ueremos a(radecer a nuestros -ro)esores de! curso ,'O#TO#IO

6 I787I# C:7IC I -or !os conocimientos im-artidos durante !a

rea!i0acin de !a e;-eriencia desem-e


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OBJETIVOS

veri(uar !a -otencia a! eje ue entre(a !a Turbina Francis mediante e! uso de un

tacmetro " de un )reno de cinta =Pron"> -ara di)erentes car(as.

6eterminar !a -otencia indicada !a -otencia de com-resin !a -otencia a! eje "

!a -otencia e!ctrica de un com-resor de 2 eta-as. dems determinar !as

e)iciencias mecnica de com-resin " tota!.

Fomentar e! trabajo en eui-o mediante e! desarro!!o de !os e;-erimentos " !a

-osterior rea!i0acin de! in)orme de !aboratorio.

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FUNDAMENTO TERICO

TURBINA FRANCIS

,a turbina Francis )ue desarro!!ada -or ?ames '. Francis. @e trata de una turbo

muina motora a reaccin " de )!ujo mi;to. @on turbinas Aidru!icas ue se -ueden

dise mediante e! contacto de! )!uido con !os !abes de! rotor.

B,a turbina Francis es de reaccin o accin

,a turbina Francis de reaccin -orue e! )!uido de trabajo su)re un cambio de -resin

en su -aso a travs de! rodete.

BCu! es nive! de trabajo de !a Turbina FrancisP g i n a 4 | 20


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-ro;imadamente desde !os 1+ metros a !os %++ metros.

DentajasE

@u dise


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FREN$ %R$N&

,a -otencia a! )reno -uede ser medida mediante e! uso dinammetros en nuestro

caso a-!icaremos e! Freno Pron" ue viene a ser un dinammetro mecnico o de

)riccin. ! -rocedimiento -ara medir !a -otencia a! eje (enerada -or una turbina

Francis es e! si(uienteE

,a -otencia entre(ada -or !a turbina es absorbida -or !a )riccin e;istente entre !a

)aja " !a vo!ante. ! e)ecto se contro!a -or medio de! car(ador de -esas. ,a )uer0a de

)riccin aumenta con)orme se aumenta !a car(a. @e -uede ca!cu!ar !a -otencia

(enerada mu!ti-!icando e! torue en !a vo!ante -or !a ve!ocidad an(u!ar de !a misma.

TAC'(ETR$ )I*ITA+

Gn tacmetro es un dis-ositivo ue mide !a ve!ocidad de (iro de un eje. @e mide

en revo!uciones -or minuto=#P>. ctua!mente se uti!i0an con ma"or )recuencia !os

tacmetros di(ita!es -or su ma"or -recisin. stos bsicamente env*an !u0

in)rarroja a! eje. Gn !u(ar en e! eje rotatorio es re)!e;ivo. ! tacmetro mide e! ritmo a!

cua! se re)!eja !a !u0 de vue!ta en e! tacmetro.

)INA('(ETR$

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https://es.wikipedia.org/wiki/Revoluciones_por_minutohttps://es.wikipedia.org/wiki/Revoluciones_por_minuto


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@e denomina dinammetro a un instrumento uti!i0ado -ara medir )uer0as. Fue

inventado -or Isaac 7eHton. 'asa su )uncionamiento en un resorte ue si(ue !a ,e"

de ooe siendo !as de)ormaciones -ro-orciona!es a !a )uer0a a-!icada. stos

instrumentos consisten (enera!mente en un mue!!e contenido en un ci!indro con dos

(ancAos uno en cada e;tremo. ,os dinammetros !!evan marcada una esca!a en

unidades de )uer0a en e! ci!indro Aueco ue rodea e! mue!!e. ! co!(ar -esos o

ejercer una )uer0a sobre e! (ancAo in)erior e! cursor de! ci!indro in)erior se mueve

sobre !a esca!a e;terior indicando e! va!or de !a )uer0a.

C$(%RES$R )E , ETA%AS

Gn com-resor es una muina de )!uidoue est construida -ara aumentar

!a -resin" des-!a0ar cierto ti-o de )!uidos !!amados com-resib!es ta! como (ases"

!os va-ores. sto se rea!i0a a travs de un intercambio deener(*aentre !a muina

" e! )!uido en e! cua! e! trabajo ejercido -or e! com-resor es trans)erido a !a sustancia

ue -asa -or ! convirtindose en ener(*a de )!ujo aumentando su -resin " ener(*a

cinticaim-u!sndo!a a )!uir.

! i(ua! ue !as bombas !os com-resores tambin des-!a0an )!uidos -ero a

di)erencia de !as -rimeras ue son muinas Aidru!icas stos son muinas

trmicas "a ue su )!uido de trabajo es com-resib!e su)re un cambio a-reciab!e

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https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_fluidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_(estado)https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Energ%C3%ADa_de_flujo&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttps://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_fluidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_(estado)https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Energ%C3%ADa_de_flujo&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9tica


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de densidad" (enera!mente tambin de tem-eraturaJ a di)erencia de

!os venti!adores" !os so-!adores !os cua!es im-u!san )!uidos com-resib!es -ero no

aumentan su -resin densidad o tem-eratura de manera considerab!e.

FuncionamientoE

! aire atmos)rico in(resa -or !a v!vu!a 1 a! ci!indro de! -istn 1. @e cierra !a v!vu!a

1 " e! -istn avan0a com-rimiendo e! aire -ara !ue(o abrirse !a v!vu!a 2. n e!

recorrido Aacia e! ci!indro de! -istn 2 e! aire se re)ri(era -ara com-rimirse a/n ms

(racias a! -istn 2 " terminar sa!iendo a !a -resin reuerida P3.

%+AN-(ETR$

Instrumento uti!i0ado -ara e! c!cu!o de reas irre(u!ares. ste mode!o se obtiene en

base !a teor*a de inte(ra!es de !*nea o de recorrido.

Para -oder ca!cu!ar e! rea de !a seccin irre(u!ar se(/n !a teor*a de! c!cu!o se

em-!ea una inte(ra! de !*nea en sentido contrario a !as maneci!!as de! re!oj =-ara

resu!tado -ositivo>. Pero e! vector KrL no es )ci!mente im-!ementab!e en !a vida rea!

"a ue se tiene un !ar(o " un n(u!o variab!es. Para sim-!i)icar !a im-!ementacin de!

vector r se recurre a !a suma de dos vectores cu"o mdu!o es constante -ero setendr*an dos n(u!os variab!es !os cua!es son senci!!os de medir.

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https://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ventiladorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ventilador


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PROCEDIMIENTO

(ediciones en la Turbina Francis.

1> Deri)icando ue !a v!vu!a de acceso a !a turbina Francis est inicia!mentecerrada -onemos en )uncionamiento !a bomba de a!imentacin.

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2> @e abre !a !!ave de! se(undo de-sito -ara e;-u!sar e! a(ua Aasta ue e! nive!

est -or debajo de! vrtice de! vertedero.

3> brimos !a v!vu!a ue -ermite e! )!ujo de! cauda! de a(ua a !a turbina Aasta uee! manmetro marue !a -resin de 1/ 0si=-resin de trabajo>.

4> acemos una -rimera medicin de !as #P sin car(a.

5> Co!ocamos !a correa sobre !a vo!ante " co!ocamos una car(a en e! otro !ado de!a )aja -ara ba!ancear e! -eso de! dinammetro.

$> Ponemos en cero nuestro dinammetro " !!enamos de a(ua e! interior de!#odete -ara re)ri(erar " !ubricar !a )aja. Pasamos a medir !a ve!ocidad an(u!ar.

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&> " -ara cadacaso Aacemos !as mencionadas mediciones siem-re veri)icando ue !a -resinsea 15 -si.

%> @e deber medir tambin cuando se sauen !as -esas medidas uno -or uno.

9> Fina!i0acin de !a -rimera -arte de! !aboratorio.

(ediciones en el Com0resor de , Eta0as.

1. ncender e! motor " (irar !as v!vu!as Aasta a!can0ar !a -resin de trabajo de %

Psi en e! ci!indro de (as.

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2. anteniendo !a -resin constante de % Psi mediante una v!vu!a secundaria

co!ocamos !a -resin de! otro manmetro en 1.&5 Psi es-erar 3 minutos a ue e!

sistema se estabi!ice " des-us tomamos medidas deE

2.1 6os tem-eraturasE

2.2 Fuer0a " revo!uciones en e! dinammetro " tacmetro res-ectivamenteE

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2.3 ,a corriente " e! vo!tajeE

2.4 edimos !a a!tura de! a(ua en e! manmetroE

3. #etiramos e! -a-e! de! Indicador de 6ia(rama.

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4. a!!amos e! rea de !a (r)ica con e! -!an*metro de bra0o tra0ador.

5. #e-etimos todo e! e;-erimento -ero aAora !a v!vu!a secundaria debe aumentar

!a -resin a 2 Psi " !ue(o otra ve0 -ara 4 Psi. notar todos !os datos obtenidos.

CLCULOS Y RESULTADOS

Tabla de )atos de las (ediciones en Turbina Francis.

AGREGANDO CARGA QUITANDO CARGAW (kg) F(kg) N (RPM ) F(kg) N (RPM >

+ + 15$4 + 15&1

+ 1.3 13&& 2.2 1391+.1 1.& 133& 2.5 135&

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+.35 2 1315 3.2 13+9+.%5 2.% 12%5 3.9 12431.35 3.$ 11%1 5 114&1.%5 4.3 11+2 $.1 1+4$

2.35 5.% 99+ $.4 9%22.%5 $.$ 9+4 &.2 %&&3.%5 %.9 $&5 % &2%4.%5 1+ 515.3 9.4 519

Cuadro de C1lculo de (edidas %romedio2 Fuer3a Friccin2 Torque 4 %otencia Eje.

aciendo uso de !as si(uientes ecuacionesE

Friccin=FW

Torque=FriccinBrazo (Da!" B#a$! ! #a%&! %' a !a*'+,-./01 2)

Potencia=TorqueN

PROMEDIOW (kg) F(kg) N (RPM > FRICCIN (kg) TORQUE (N32) POTENCIA (W)

+ 0 1567.5 0 0.00 0.00+ 1.75 1384 1.75 2.62 379.19

+.1 2.1 1347 2 2.99 421.78+.35 2.6 1312 2.25 3.36 462.17+.%5 3.35 1264 2.5 3.74 494.731.35 4.3 1164 2.95 4.41 537.601.%5 5.2 1074 3.35 5.01 563.292.35 6.1 986 3.75 5.61 578.882.%5 6.9 890.5 4.05 6.05 564.643.%5 8.45 701.5 4.6 6.88 505.214.%5 9.7 517.15 4.85 7.25 392.68

Cur"a %otencia "s R%(.

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400 600 800 1000 1200 1400 1600 18000.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

CURVA TURBINA FRANCIS

N (RP!

P"T#NCIA ($!

Tabla de )atos de las (ediciones en el Com0resor de , Eta0as.

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P0 P4 T. T0 F N V I 5! A%P! 6g7820 6g7820 9C 9C 6g RPM V! A2: 22;0O 820

1 2 % 21 %1 5.1 95+ 14+ 13 1+.5 2.%2 1.&5 % 21 %&.5 4.9 1+++ 151 12 1+.2 2.4

3 4 % 21 111 &.2 14++ 225 1&.1 2+.15 2.&

Cuadro de C1lculo de %otencias de Com0resin2 Indicada2 al Eje 4 El5ctrica.


Presin Media Indicada=AdK

L (Da!

Potenciade Compresin=maN

Cp(T2T1) (Da!


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nmec=Pe"e

Pelec

ncomp=Pcomp

Pe"e

ntotal=

Pcomp

Pelec

E&8&'*8&aM'8*&8a

E&8&'*8&a%'

C!2:#'


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de K9%$L ue ma;imi0a !a -otencia entre(ada -or !a turbina Francis a un va!or de

K5&%.%%L Hatts.

ediante e! uso un vo!t*metro " de un am-er*metro -uede ca!cu!arse !a -otencia

e!ctrica consumida -or e! motor de! com-resor. Gsando un dinammetro " un

tacmetro -odemos determinar !a -otencia a! eje. Con e! indicador de dia(rama "

e! dato de! tacmetro -odemos Aa!!ar !a -otencia indicada de !a muina. n e!

com-resor de dos eta-as se observa ue !a -otencia e!ctrica es !a ma"or

-otencia si(uiendo e! ordenE Pcomp


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(re(ar a(ua cada cierto tiem-o a! interior de !a vo!ante de !a turbina Francis

-ara re)ri(erar !a )aja ue est sometida a )riccin debido a! (iro. s*

-revenimos su des(aste " a!ar(amos su tiem-o de uso.

6ebemos ir a

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