LABORATORIO N°1: MEDICIONES Y CALCULOS DE PRESION, FUERZA, VELOCIDAD Y CAUDAL I. OBJETIVO
II. -
Reconocer los símbolos de componentes hidráulicos Reforzar los conceptos de presión, fuerza, caudal y velocidad. Medir parámetros tales como presión y caudal Calcular fuerzas, velocidades y caudales Comparar los resultados experimentales con los teóricos
ELEMENTOS A UTILIZAR Valvula limitadora de presión por mando directo del modulo Bomba hidráulica de Caudal Constante Motor Electrico o Combustion Valvula limitadora de presión por mando directo del sistema Manometro de calibración del sistema Manometro del embolo Manometro del vastago Caudalimetro Valvula direccional 4/3 con accionamiento de palanca y retorno de muelle Valvula check con estrangulación Actuador hidráulico (cilindro de doble efecto)
III.
PROCEDIMIENTO:
1. Reconozca cada uno de los componentes del sistema mostrado en la pagina colocando el nombre de cada uno de ellos en la tabla siguiente. Item 1.1 1.2 1.3 2 3.1 3.2 3.3 4 5 6 7
anterior,
Nombre Valvula limitadora de presión por mando directo del modulo Bomba hidráulica de Caudal Constante Motor Electrico o Combustion Valvula limitadora de presión por mando directo del sistema Manometro de calibración del sistema Manometro del embolo Manometro del vastago Caudalimetro Valvula direccional 4/3 con accionamiento de palanca y retorno de muelle Valvula check con estrangulación Actuador hidráulico (cilindro de doble efecto)
2. Pase los modulos de capacitación y preste atención a las indicaciones del instructor. 3. Reconozca los componentes que va a utilizar para montar el circuito hidráulico 4. Haga el montaje de los componentes 3.1 y 2 del circuito hidráulico siguiendo paso a paso las indicaciones. 5. Energice el equipo y baje la palanca de la valvula que se encuentra a la izquierda de Ud 6. Calibre la presión del sistema con la valvula 2 hasta que el manometro indique 40 bar 7. Suba la palanca de la valvula que se encuentra a la izquierda de Ud, apague el equipo y continue montando el circuito montando el circuito según las indicaciones del instructor. 8. Energice el equipo y baje la palanca de la valvula que se encuentre a la izquierda de Ud. 9. Mueva la palanca de la valvula direccional de modo que salga el vástago del cilindro y cuando este a medio camino estrangule toltalmente (sin hacer fuerza) de modo que se detenga el vástago. 10. Anote las lecturas de los manometros en el siguiente cuadro.
1 2 3 4
P1
P2
P3
Q
ACTUADOR
12 16 27 38
0 10 17 40
0 11 17 45
5 4.4 5 0
Reposo Salida Entrada Media salida
Valvula direccional O A B A
11. Calcule las fuerzas que actúan en el lado del embolo y en lado anular y complete el siguiente cuadro(Dato : Ae=4.91cm^2 Aa=4.12 cm^2 )
0 491 834.7 1964
0 540 834.7 2209.5
0 0.9092 1 0.8888
1.1917 1.1917 1.1917 1.1917
0 1.1 1 1.125
Para hallar las fuerzas, se aplico la Formula :
En donde: P=Presión F=Fuerza A=Área
Conclusiones:
Se reconocio los símbolos de componentes hidráulicos. Se reforzó los conceptos de presión, fuerza, caudal y velocidad. Se midio parámetros tales como presión y caudal. Se calculo las fuerzas, velocidades y caudales. Se comparo los resultados experimentales con los teóricos. Al detener o extrangular la valvula, se genero una presión máxima de 40 y 45 bar , de la zona del embolo, y la zona del vástago respectivamente, al calibrar la valvula de relief o de alivio a 38 – 40 bar, genero que el caudal valla directamente a tanque, en consecuencia el Caudalimetro dio como medida 0 La válvula de estrangulamiento genero una caída de presión cuando circulo el caudal, y al producirse una gran caída ocaciono la apertura de la limitadora de presión. Se demostró y verifico, que la caída de presión depende de : La velocidad de fluido, la sección de estrangulamiento, longitud de estrangulamiento, viscosidad de fluido, tipo de fluido, forma geometría de fluido. Se demosto que la valvula de estrangulamiento con valula con antiretorno, controlo el caudal en un sentido y en sentido contrario el fluido paso libremente a través de la valvula check. A parte de controlar la velocidad.
CUESTIONARIO 1. Convierta una presión de 25 bar a PSI Y a Kpa. Convierta un caudal de 0.05 m^3/s a L/min y a gal/min 362.2925 PSI 3000 L/ MIN 792.51 GAL/ Min 2. En el circuito de laboratorio si suponemos que durante la salida el vástago la caída de presión en la valvula direccional de P a A es 4 bar y la lectura el manometro P1 es 36 bar Calcule la fuerza en N que se ejerce en el lado del embolo.
3. ¿Por qué cuando cerramos la estranguladora durante la salida el vástago la presión p3 es mayor que la presión P2?
Por la obstrucción al paso del fluido. 4. En el circuito anterior si durante la salida del vástago el caudalimetro indica 1.5 L/min. Calcule la velocidad del vástago y el caudal que ingresa al lado del embolo. Asuma para este caso que Ae=8 cm^2 y Aa=5 cm^2. Q=V*A Velocidad = 0.008333 m/s 5. En la figura se muestra un circuito hidráulico, al accionar la palanca el actuador empieza a elevar una carga de 8000 kg con una velocidad de 5 cm/s, en tales condiciones la bomba expulsa un caudal de 60 L/min. Si desprecia las perdidas de presión en las tuberías y válvulas indique las lecturas de los manometros y caudalimetros. Se sabe además que las áreas del embolo y anular son 50 cm^2 y 20 cm^2 respectavamente. Q4=15 L/min P4=260 Bar P3=266.667 Bar Q3=9 L/Min Q1=51 L/Min Q2=51 L/Min
