Implementación De Un Banco De Pruebas Para Tanques A Presión

I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1. Determinación del problema

1.2. Formulación del problema

1.3. Objetivos de la investigación

1.3.1 Objetivo general

El objetivo principal de este proyecto consiste en construir un banco de pruebas de cilindros hidráulicos (de diferentes diámetros y longitudes) utilizados en los equipos de construcción. Para esta primera fase del desarrollo, se pretende probar los cilindros sin cargas que se opongan a su extensión o compresión (más que su propio peso y fricción). De esta forma se podrá comprobar la hermeticidad de las tapas, conexiones y sellos mecánicos (a las presiones de trabajo en la prueba), así como el correcto funcionamiento de la válvula reguladora de presión. Al mismo tiempo, y cumpliendo con la política de calidad de la compañía, este banco de prueba será construido en su mayoría a partir de materiales ya existentes en los talleres de ésta, promoviendo el máximo aprovechamiento de los recursos de la Empresa.

1.3.2. Objetivo especifico

Para la consecución del propósito perseguido, se deberá cumplir los objetivos específicos siguientes:

• Describir el funcionamiento del banco

• seleccionar las partes y los equipos requeridos; determinar las condiciones de borde de funcionamiento del banco (rangos de trabajo del sistema hidráulico); dimensionar el banco de pruebas; realizar los cálculos estructurales y elaborar los planos de construcción del mismo; realizar la procura de los materiales y la construcción de la Unidad de Potencia Hidráulica; efectuar la puesta en marcha, elaborar el manual de operaciones y realizar la formación de los operadores.

1.4. Justificación

II. MARCO TEORICO

2.1. Principio de Pascal

Una persona acostada o parada sobre una colchoneta aplica la misma fuerza en ambos casos (su peso). Sin embargo, la colchoneta se hunde más cuando se concentra la fuerza sobre la pequeña superficie de los pies. El peso de la persona se reparte entre los puntos de la superficie de contacto: cuanto menor sea esta superficie, más fuerza corresponderá a cada punto. Se define la presión como el cociente entre el módulo de la fuerza F ejercida perpendicularmente en una superficie y el área A de ésta. Se define la fórmula en la ecuación:

P = F/A

En los fluidos se transmiten presiones, a diferencia de lo que ocurre en los sólidos, que transmiten fuerzas. Este comportamiento fue descubierto por el físico francés Blaise Pascal (1623-1662), quien estableció el siguiente principio: “Un cambio de presión aplicado a un fluido en reposo dentro de un recipiente, se transmite sin alteración a través de todo el fluido. Es igual en todas las direcciones y actúa mediante fuerzas perpendiculares a las paredes que lo contienen”

El principio propuesto por Pascal establece el fundamento del funcionamiento de las genéricamente llamadas máquinas hidráulicas: la prensa, el cilindro, el freno, el ascensor y la grúa, entre otras.

2.2. Principio de Bernoulli

El principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli o Trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un fluido moviéndose a lo largo de una línea de corriente. Fue expuesto por Daniel Bernoulli (Hidrodinámica, Bernoulli, 1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido. La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:

a) Cinética: es la energía debida a la velocidad que posee el fluido.

b) Potencial gravitacional: es la energía debida a la altitud de un fluido.

c) Energía de flujo: es la energía debida a la presión que posee el fluido.

La siguiente ecuación conocida como "Ecuación de Bernoulli" (Trinomio de Bernoulli) consta de estos mismos términos,

donde:

- V = velocidad del fluido en la sección considerada.

- g = aceleración gravitatoria.

- z = altura en la dirección de la gravedad desde una cota de referencia.

- P = presión a lo largo de la línea de corriente.

- ρ = densidad del fluido.

Para aplicar la ecuación se deben realizar los siguientes supuestos:

- Viscosidad (fricción interna) = 0. Es decir, se considera que la línea de corriente sobre la cual se aplica se encuentra en una zona “no viscosa” del fluido.

- Caudal constante.

- Fluido incompresible: ρ es constante.

El

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