Proyecto Carrito

490 visualizaciones

Publicado el

Proyecto

0 comentarios
0 recomendaciones
Estadísticas
Notas
  • Sé el primero en comentar

  • Sé el primero en recomendar esto

Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
490
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
29
Acciones
Compartido
0
Descargas
4
Comentarios
0
Recomendaciones
0
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

Proyecto Carrito

  1. 1. Proyecto“Carro Hidráulico”PRESENTADO POR:Dalia Emely Rodríguez VargasJorge Luis BelloWeimar Camilo HernándezGRUPO2A1NPRESENTADO A:Javier BobadillaESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES ECCIFACULTAD DE INGENIERIATECNOLOGIA EN GESTION DE PROCESOS INDUSTRIALESBOGOTÁ, ABRIL 2013
  2. 2. OBJETIVOSGENERALCrear un Carro a pequeña escala con materiales reciclables que se mueva gracias a laenergía hidráulica, Para un recorrido y un salto entre los 50 cm y 1.20 cm, manteniendofuerza, velocidad y estabilidad.ESPECIFICOS Encontrar una estabilidad entre peso y fuerza con el agua y los materiales con loscuales se creara el carrito Buscar estabilidad con el diseño de la estructura del carrito y precisión con el aguay el aire dentro de la botella para dar un movimiento recto. Crear un diseño que cumpla con los requerimientos de la competencia y que noslleve a la victoria de la misma.
  3. 3. ANTECEDENTESConceptualmente la hidráulica se puede definir de varias maneras, siempre dependiendodel contexto en que la usemos. Si la empleamos dentro del contexto de la mecánica delos fluidos, podemos decir que la hidráulica es la parte de la física que estudia elcomportamiento de los fluidos. La palabra hidráulica proviene del griego, Hydor, y tratade las leyes que están en relación con el agua.Cuando tratamos de un fluido como el aceite deberíamos hablar de oleo hidráulica, perono es así, normalmente empleamos el vocablo hidráulica para definir a una tecnologíade ámbito industrial que emplea el aceite como fluido y energía, y que está en estrecharelación, con las leyes de la mecánica de los fluidos.Por si fuera poca la confusión, además, tenemos dos vocablos más, hidrostática ehidrodinámica. La hidrostática trata sobre las leyes que rigen a los fluidos en su estadode reposo. La hidrodinámica trata sobre las leyes que rigen sobre los fluidos enmovimiento. Los dos vocablos se engloban dentro de la materia de la mecánica de losfluidos. Estos dos vocablos también se utilizan en neumática para explicar elcomportamiento del aire comprimido.Características de la hidráulica.Como todo, la hidráulica tiene sus ventajas y sus inconvenientes, su lado positivo y sulado negativo. Respecto a lo positivo podemos decir que la hidráulica al utilizar aceiteses autolubricante, el posicionamiento de sus elementos mecánicos es ajustado y preciso,a causa de la incomprensibilidad del aceite el movimiento es bastante uniforme, transmitela presión más rápido que el aire comprimido, puede producir más presión que el airecomprimido. Éstas serían las características positivas más relevantes.Entre las negativas tenemos que destacar su suciedad, es inflamable y explosiva, essensible a la contaminación y a las temperaturas, sus elementos mecánicos soncostosos, el aceite envejece o sufre desgaste, tiene problemas de cavitación o entradade aire, puede sufrir bloqueo.
  4. 4. Uso de la tecnología hidráulica.El uso de la tecnología hidráulica es muy variado, no solamente la podemos encontraren el ámbito industrial sino también en otros ámbitos, incluso relacionados con la vidadiaria.Se emplea en la construcción, sobretodo relacionado con lo fluvial, ya sean compuertas,presas, puentes, turbinas, etc.También se utiliza en automóviles (pequeños cilindros para levantar el capó, etc.), grúas,maquinaria de la construcción y de la pavimentación, en trenes de aterrizaje de aviones,en timones de barcos y aviones, etc. Esto solo son algunos ejemplos, pero la realidad esque la tecnología hidráulica es muy utilizada.Desde esta sección de la web, tenéis acceso a toda la teoría relevante para el estudiode la hidráulica u oleohidráulica.
  5. 5. MARCO TEÓRICOLa energía hidráulica se basa en aprovechar la caída del agua desde cierta altura. Laenergía potencial, durante la caída, se convierte en cinética. El agua pasa por las turbinasa gran velocidad, provocando un movimiento de rotación que finalmente se transformaen energía eléctrica por medio de los generadores.Es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad deagua y, una vez utilizada, es devuelta río abajo. Su desarrollo requiere construirpantanos, presas, canales de derivación y la instalación de grandes turbinas yequipamiento para generar electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes sumasde dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleoson baratos. Sin embargo, el peso de las consideraciones medioambientales y el bajomantenimiento que precisan una vez estén en funcionamiento centran la atención enesta fuente de energía. MATERIALES PARA LA CONSTRUCCION DEL CARRO 2 carretes de nilón de 10 libras 2 carretes de nilón de 50 libras, obviamente vacíos 2 tubos para cortina viejos 1 par de guantes usados de caucho 1 tabla de madera triplex, de un cuadro de pinturas 1 tarro de pegante por 12 litros Cinta de cable gris 1 barra de silicona 1 botella de coca cola vacía por 600 ml 1 válvula de aire para bicicleta sin miple Pintura dorada
  6. 6. CONSTRUCCIONPrimero se toma el tarro de pegante y se corta por menos de la mitad para la carrocería,se le abren los huecos para los tubos de cortina, luego se pega con la tabla de maderapara crear así la estructura, la botella de Coca-Cola es pegada en la parte superiormirando hacia la “tapa” del tarro de pegante. A la botella de Coca-Cola se le instala laválvula de presión en la tapa de la botella, a continuación se le instalan los carretes de10 lbs en el tubo de cortina en la parte de adelante y los de 50 lbs en el tubo de atrás.Luego le ponemos parte de los guantes a los carretes para que tenga mayor superficiede fricción. A continuación le ponemos cinta de cable para que quede fuerte. Luego lopintamos. PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL CONCURSODespués de haber diseñado y creado el carro, este participa en el concurso, el cualconsiste en saltar una rampa y caer en otra que se encuentra ubicada a 50 cm dedistancia, luego 75 cm hasta llegar a una distancia de 1.25 cm; a medida que se valogrando el objetivo, se van separando las rampas, lo cual hace que haya una mayormedida entre las rampas. El éxito de este concurso está en la cantidad de agua que sele proporcione a la botella (a mayor contenido de agua más largo será su recorrido), ladistancia desde donde será ubicado el carro para que inicie su recorrido (tambiéndepende de la cantidad de agua que se le ha proporcionado a la botella), y de la presiónque le suministramos a la botella y al fluido (para esto utilizamos una bomba de airemanual con manómetro, el cual ayuda a saber cuál es la presión indicada que se le debeaplicar al carro), de acuerdo a la presión que se le suministre al carro así mismo será suimpulso.
  7. 7. DEFINICION DE PRESIONDefinición: Presión es la fuerza normal por unidad de área, y está dada por:Donde P es la fuerza de presión, F es la fuerza normal es decir perpendicular a lasuperficie y A es el área donde se aplica la fuerza.Las unidades de presión son:En el Sistema Internacional de unidades (S.I.) la unidad de presión es el pascal queequivale a la fuerza normal de un newton cuando se aplica en un área de metrocuadrado. 1pascal = 1N/m 2 y un múltiplo muy usual es elkilopascal (Kpa.) que equivalea 100 N/m 2 o 1000 pascales y su equivalente en el sistema inglés es de 0.145 lb. /in 2.PRESIÓN DE UN FLUIDOUn sólido es un cuerpo rígido y puede soportar que se le aplique fuerza sin que cambiesensiblemente su forma, un líquido solo puede soportar que se le aplique fuerza en unasuperficie o frontera cerrada si el fluido no está restringido en su movimiento, empezaráa fluir bajo el efecto del esfuerzo cortante en lugar de deformarse elásticamente.La fuerza que ejerce un fluido sobre las paredes del recipiente que lo contiene actúasiempre en forma perpendicular a las paredes.
  8. 8. Los líquidos ejercen presión en todas direcciones.La presión de un líquido a cierta profundidad es la misma en todo el fluido a ésaprofundidad y es igual al peso de la columna del fluido a esa altura.En otras palabras, la presión del fluido en cualquier punto es directamenteproporcional a la densidad del fluido y a la profundidad bajo la superficie delmismo.
  9. 9.  Presión Atmosférica.Es el peso de la columna de aire al nivel del mar.P Atm. =1Atm. = 760 mm-Hg = 14.7 lb/in 2 (psi)= 30 in-Hg=2116 ln/ft 2 Presión barométrica.Es la presión que se mide mediante un barómetro* el cual se puede usar como unaltímetro y puede marcar la presión sobre o bajo el nivel del mar.* Barómetro: Instrumento que sirve para medir la presión atmosférica. Presión manométrica.Es la presión que se mide en un recipiente cerrado o tanque. Presión Absoluta.P ABS. = P ATM. + P MAN.Es igual a la suma de la presión atmosférica más la presión manométrica.
  10. 10. APLICACIONESLey de Pascal.“La presión ejercida sobre la superficie libre de un líquido confinado dentro de unrecipiente se transmite con la misma intensidad a todo el fluido.”Una de las aplicaciones de esta Ley es en la “Prensa hidráulica” la cual consiste en doscilindros conectados en su parte inferior de diferentes diámetros y que tienen dosémbolos o pistones y en los cuales si en uno de ellos se aplica una fuerza, la presión deun líquido, generalmente un aceite.Si llamamos P e a la presión de entrada en el émbolo menor y P s a la presión de salidaen el émbolo mayor, entonces la presión de entrada es igual a la presión de salida P e =P s, entonces si P=F/AF e /A e =F s /A s o sea fuerza de entrada sobre el área de entrada es igual a la fuerzade salida entre el área de salida.
  11. 11. ECUACIÓN DE BERNOULLIFormulación de la ecuaciónBernoulli en su obra Hidrodinámica (1738) expuso este principio, que expresa que, en unfluido perfecto (sin viscosidad, ni rozamiento) en régimen de circulación por un conductocerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido.La Ecuación de Bernoulli describe el comportamiento de un fluido moviéndose a lolargo de una línea corriente.v = velocidad del fluido a lo largo de la línea de corrienteg = constante gravitatoriay = Altura geométrica en la dirección de la gravedadP = presión a lo largo de la línea de corriente? = densidad del fluidoPara aplicar la ecuación se deben realizar los siguientes supuestos: Viscosidad (fricción interna) = 0 Caudal constante Fluido incompresible - ? es constante La ecuación se aplica a lo largo de una línea de corrienteUn ejemplo de aplicación del principio lo encontramos en el Flujo de agua en tuberíaObtenido de " http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Bernoulli
  12. 12. AplicabilidadEsta ecuación se aplica en la dinámica de fluidos. Un fluido se caracteriza por carecerde elasticidad de forma, es decir, adopta la forma del recipiente que la contiene, esto sedebe a que las moléculas de los fluidos no están rígidamente unidas, como en el casode los sólidos. Fluidos son tanto gases como líquidos.Para llegar a la ecuación de Bernoulli se han de hacer ciertas suposiciones que noslimitan el nivel de aplicabilidad: El fluido se mueve en un régimen estacionario, o sea, la velocidad del flujo en unpunto no varía con el tiempo. Se desprecia la viscosidad del fluido (que es una fuerza de rozamiento interna). Se considera que el líquido está bajo la acción del campo gravitatorio únicamente.Efecto BernoulliEl efecto Bernoulli es una consecuencia directa que surge a partir de la ecuación deBernoulli: en el caso de que el fluido fluya en horizontal un aumento de la velocidad delflujo implica que la presión estática decrecerá.Un ejemplo práctico es el caso de las alas de un avión, que están diseñadas para que elaire que pasa por encima del ala fluya más velozmente que el aire que pasa por debajodel ala, por lo que la presión estática es mayor en la parte inferior y el avión se levanta.Tubo de VenturiEl caudal (o gasto) se define como el producto de la sección por la que fluye el fluido yla velocidad a la que fluye. En dinámica de fluidos existe una ecuación de continuidadque nos garantiza que en ausencia de manantiales o sumideros, este caudal esconstante. Como implicación directa de esta continuidad del caudal y la ecuación deBernoulli tenemos un tubo de Venturi.Un tubo de Venturi es una cavidad de sección S1 por la que fluye un fluido y que en unaparte se estrecha, teniendo ahora una sección
  13. 13. S2 >S1. Como el caudal se conserva entonces tenemos que v2>v1.Si el tubo es horizontal entonces h1 =h2, y con la condición anterior de las velocidadesvemos que, necesariamente, P1>P2. Es decir, un estrechamiento en un tubo horizontalimplica que la presión estática del líquido disminuye en el estrechamiento.ANALISIS EXPERIMENTALDurante la construcción y las diferentes pruebas realizadas con el carro, pudimosver que mientras se mantenía un nivel de agua constante, y se hacían pequeñasvariaciones de presión, el carro obtenía fuerza suficiente para realizar el salto queestábamos buscando.Pudimos darnos cuenta que se necesitaba una alineación precisa de las llantas y de laposición del carro para que este tocara la segunda rampa en la forma esperada.Se investigó como afectaba la presión sobre y por debajo de una cierta medida, al sermayor de lo necesario el carro perdía estabilidad en el aire y no caía de forma correctaen la segunda rampa.El carrito al contacto con el agua se debilito y perdió la alineación de la válvula de presión,con lo cual intentamos realinear con algo de cinta. Igual el carrito siguió jalando hacia ellado derecho y no se encontró el porqué.
  14. 14. CONCLUSIONES Los materiales con los que se llevó a cabo el carrito no fueron los correctos yaque con el constante contacto con el agua se perdió fuerza y alineación. La forma aerodinámica del carro ayudo a mantener fuerza y estabilidad en el aire.Además de tenia un buen peso, por lo cual necesitaba poca Agua paramantenerse, y su medida de grosor era mayor que su altitud por lo cual manteníamejor la estabilidad. Al maximizar la cantidad de presión el carrito mantenía una mejor alineación, peroperdía el control al saltar, por lo cual se intentó mantener un margen, aunque nose encontró ya que el carrito mantenía jalando a la derecha.

×