Principios De Maquinas
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Principios De Maquinas Principios De Maquinas Presentation Transcript

  • Principios generales de las máquinas
    • ¿Qué es una máquina?
    • Concepto de trabajo
    • Diagrama termodinámico
    • Rendimiento de las máquinas
    Antonio Vives
    • Se denomina Máquina a todo aparato destinado a transformar los factores de material, energía o información..
    Definición material material información energía energía información MAQUINA
  • Sistemas de unidades
    • De las magnitudes fundamentales básicas aparecen las derivadas, que dentro de cada uno de los sistemas tienen un nombre. Las magnitudes derivadas aparecen a partir de la formula de cada una de ellas.
    1kgm=9,8W=9,8·10 7 ergios/s Kgm/s J/s Watios Ergio/s P=W/t Potencia 1kp·m=9,8 julios 1julio=10 7 ergios Kp·m Kilogrametro N·m Julio dina·cm Ergio W=F·e Trabajo Energía 1kp=9,8N=9,8·10 5 dinas UTM·m/s 2 kilopondio Kg·m/s 2 Newton g·cm/s 2 Dinas F=m·a Fuerza m/s 2 m/s 2 cm/s 2 a=v/t Aceleración 1m/s=100cm/s m/s m/s cm/s v=e/t Velocidad Equivalencia ST SI cgs Formula unidad
  • Concepto de trabajo
    • Se denomina trabajo como el producto de la fuerza por el espacio recorrido.
    φ F W=F·e·cos φ
    • Si el la fuerza es variable el trabajo se puede calcular como el área de la función que representa esa fuerza en función del tiempo. Ese es el concepto de la integral. Entonces:
  • Energía mecánica
    • La energía mecánica es la que posee o puede poseer un cuerpo debido al movimiento que tiene o que puede tener, por tanto será la suma de la energía debida a su movimiento (ENERGÍA CINETICA) más la que posee por estar a una determinada altura (ENERGÍA POTENCIAL).
    • La energía cinética es la debida al movimiento de un cuerpo y viene dada por:
    • Ec = ½ mv 2
    • La energía Potencial esa la que tiene un cuerpo por estar a una determinada altura y se determina por:
    • Ep=mgh
    • Por tanto la Em=Ec+Ep
    • Se debe de tener en cuenta que la energía mecánica es siempre constante y si dejamos caer un objeto desde una determinada altura al perder energía potencial debido a la altura lo que hace es ganar energía cinética debido a que su velocidad aumenta.
  • Energía cinética de rotación
    • Un cuerpo por el mero hecho de estar en movimiento posee una energía, si el cuerpo gira sobre si mismo o sobre algún eje tendrá una energía cinética de rotación. Dependiendo de la forma y la masa del cuerpo tendrá una energía u otra.
    • La energía cinética total del cuerpo será la suma de las energías cinéticas individuales de cada una de sus partículas. Al esa suma se le llama momento de inercia. El momento de inercia depende de la forma de la pieza.
  • Energía térmica
    • Los cuerpos son capaces de almacenar energía y estos lo hacen en forma de calor. La cantidad e energía almacenada por un cuerpo al variar su temperatura viene dada por:
    • Q=Ce·m·(Tf-Ti) Ce=Calor especifico
  • Energía química
    • Es la que se produce al darse una reacción química entre dos elementos. Existen diversos tipos de reacciones químicas, nos vamos a centrar en la producida por al combustión. Donde:
    • Pc=Poder calorífico
    • Q=Pc·m m=masa
    Fotosíntesis Combustión Corriente eléctrica
  • Energía nuclear
    • Es la propia que tiene la materia y hace que los núcleos átomos se mantengan unidos. Si conseguimos unir (Fusión) o separar (Fisión) los elementos del núcleo de los átomos se liberará gran cantidad de energía.
    • E=m·c 2 c=velocidad de la luz 3·10 8 m/s
  • Transformación de la energía
    • El primer principio de la termodinámica dice que la energía ni se crea ni se destruye, sino que se transforma
    • ∆ E=Q - W
  • Potencia y rendimiento
    • Se define potencia como la cantidad de energía que se puede desarrollar en una cantidad determinada de tiempo, se mide en watios.
    • P=E (Julios) / t (seg) = Watios
    • Podemos calcula la Potencia como: P = Fuerza x Velocidad
    • Una magnitud muy empleada como potencia es el CV=736W
    • Entendemos por rendimiento de una máquina a la relación existente entre la energía útil que se puede recibir de ella y la energía que se le suministra. Ese cociente nunca puede ser superior a uno. Normalmente se expresa en %.
  • Trabajo de rotación
    • Cuando hablamos del movimiento de rotación el esfuerzo se manifiesta en forma de un par de fuerzas, cuyo valor se caracteriza por el momento del par:
    Momento= Fuerza · distancia Momento = N·m W = rad/seg P = watios Podemos calcular la potencia de un par de fuerzas como P= Par · W
  • Trabajo de expansión/compresión de un cilindro
    • Un gas encerrado en un cilindro puede evolucionar en su interior de varias formas
    • Donde el trabajo realizado vendrá dado por el área de la gráfica que describe:
      • Isobárica P=cte: W=P·V
      • Isocora V=cte : W=0
      • Isotérmica T=cte: W=n·R·T(V2/V1) ; W=n·R·T(P1/P2);
      • Adiabática Q=cte W=(P1·V1-P2·V2)/( δ -1)
      • Politrópica no hay ningún parametro constante.
  • Energía eléctrica
    • Es una de las formas de energía más empleada y es la forma en la que se transforman las demás energías para ser transportadas y empleadas.
    • La energía eléctrica antes de su utilización es transformada en otro tipo, como a mecánica (motores), a lumínica (lámparas) o calorífica (estufas).
    • La energía eléctrica se transporta desde las centrales hasta los puntos de consumo.
    • La potencia eléctrica viene dada por: P=VxI = Watios
    • V (Voltios)
    • Donde V=IxR I (Amperios)
    • R (Ohmios)
    • La energía eléctrica será: E=Pxt
  • Potencia hidráulica
    • Cuando un fluido recorre una tubería con un caudal Q a una presión p la potencia que puede desarrollar será:
    • P = p / Q
    • En una prensa hidráulica se cumple que F1 x S1 = F2 x S2