Evaluacion de sistema hidraulico

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RESULTADOS
SITUACION CRÍTICA
Cilindro hidráulico de 3” de Ø
A=π*Ø24=π*3in24=7.06in2=4.6*10-3m2
CALCULO DE LA FUERZA EJERCIDA SOBRE EL SISTEMA
P=2000psi presion de la bomba
P=1000psiejercida por cilindro H
F=P*A=2000lbin2*7.06in2=14137lb
F=14137lb*1tonelada2204lb=6.41ton=3.21 ton por cilindroH
CALCULO DEL CAUDAL (Q) EN (GPM)
* Se toma una eficiencia 100%
* Una potencia de 5HPHorsePowerHP=Qcaudal*Ppresion1714*Eftotal
Qmax=5HP*17142000psi=4.285GPM
CALCULO VELOCIDAD DEL PISTON EN (ft/s)
Vpiston=231*Q12*60*A=231*4.285GPM12*60*7.06in2=0.194fts=6cms
* Cálculos para fuerzas en engranes.
P=5ton*9.81ms224.56x10-3m2=5.37x106pa
Aareadepresion=b*h=5x10-6m*9.4x10-3=4.7x10-5m
F=P*A=5.37x106pa*4.7x10-5m=252.4N
T(torqueengrane)=F*dradio engrane=
=252.4N*0.0145m = 3.66N*m

SITUACION REAL
CALCULOS PARA ENGRANES
De=29mm
Dp=De-2M, Dp=ZM: De-2M=ZM,
De=m2+Z
M=De2+Z=29mm(2+11)=2.23≅2.25
Dp=11*2.25=24.75mm
CALCULO DE LA PRESION EJERCIDA SOBRE LE SISTEMA
* EL PESO SOBRE EL SISTEMA ES DE 5 TONELADAS
* Cilindro hidráulico de 3” de Ø
A=π*Ø24=π*3in24=7.06in2=4.6*10-3in2
P=(5000kg*9.81ms2)24.56x10-3m2=5.37x106pa=10.74x106papara los dos cilindros=779.39psi=1558.78psi (para los 2 cilindros)

eficiencia de la bomba2000psi1558.78psi=100%X→
X=78%
* Al hacer una medición practica de la velocidad con que sale el pistón del cilindro hidráulico:
v=dt=30cm10s=3cms=0.0984 ft/s
Q=2*60*A*Vpist231=12*60*7.06in2*0.0984ft/s231=2.17GPM
HorsePowerHP=Qcaudal*Ppresion1714*Eftotal
HP=2.17GPM*1558.78psi1714*0.78=2.52HP

Calculo de cilindro hidráulicoideal
D=3”=7,62cm= 0,0762m
d=2,5”=6,35=0,0635m
Área del embolo
A=π*Ø24=π*3in24=7.06in2
A=4.6*10-3m2
Diferencias de áreas
A=π4D2-d2=π40,07622-0,06352
A=1,39*10-3 m2
Fuerza Teórica
Ft=A*P=4.6*10-3m2* 6,89*106KPa
Ft=31694 N
Fuerza de tracción del embolo en el retorno
Ft=A*P
Ft=1,39*10-3 m2* 6,89*106Pa
Ft=9600,8N

Calculo cilindro hidráulico real
D=3”=7,62cm= 0,0762md=2,5”=6,35=0,0635m
Área del embolo
A=π*Ø24=π*3in24=7.06in2
A=4.6*10-3m2
Diferencias de áreas
A=π4D2-d2=π40,07622-0,06352
A=1,39*10-3 m2
Fuerza Teórica
Ft=A*P=4.6*10-3m2* 5,37*106
Ft=24500N
Fuerza de rozamiento evaluada en el 10% de la fuerza total
Fr=0,05*Ft
Fr=1225N
Fuerza real de empuje
Freal=A*P-Fr
Freal=4.6*10-3m2* 5,37*106Pa-1225N
Freal=23275N

Fuerza de tracción del emboloen el retorno
Ft=A*P
Ft=1,39*10-3 m2* 5,37*106Pa
Ft=7464,3N
Fuerza de rozamiento evaluada en el 10% de la fuerza total
Fr=0,05*Ft
Fr=373,215N
Fuerza real de tracción del embolo en el retorno
Freal=1,39*10-3 m2* 5,37*106Pa-Fr
Freal=7091,08N
* Para un ancho de diente de 1 cm, a 1800 rpm se tiene que:
Ddesplazamiento=areaespaco ocupado por un diente*alturadediente*2#dienteD=1.55x10-5*1x10-2*2*11=3.41x10-6m3
Q=1.51*RPM60*D=1.51*180060*3.41x10-6=1.55x10-4m3s
La eficiencia volumétrica es: ef vol=caudal realcaudal teorico=1.39x10-41.55x10-4=89.67%
CALCULOS BERNOULLI EN EL SISTEMA
P1ƴ+V122g+H1+ha=P2ƴ+V222g+H2+hlT
ha=hlT Nre=D*vυ=25.4x10-3*0.2754.2x10-4 =16.63 →para regimen laminarf=64Nre=6416.63=3.84ha=(V22gfmangera*LD+ftuberia*LD+(Kracores1+Kracores2+Kmandos H)
ha=(0.2722*9.813.84*62.54x10-2+3.84*4.52.54x10-2+17*0.05+(12*0.08)+0.02)
ha=6.15m
P= ƴ*Q*Ha=(917*9.81)*1.39x10-4*6.15=7.66m=0.01HP

GRAFICA POTENCIA VS CAUDAL
HPsal(H.P) | Q(m3) |
1.168 | 1 |
2.336 | 2 |
3.504 | 3 |
4.672 | 4 |
5.84 | 5 |
7.008 | 6 |
8.176 | 7 |
9.344 | 8 |
10.512 | 9 |
11.68 | 10 |
12.848 |11 |
HPsal(H.P) | Q(m3) |
0.909 | 1 |
1.818 | 2 |
2.727 | 3 |
3.636 | 4 |
4.545 | 5 |
5.454 | 6 |
6.363 | 7 |
7.272 | 8 |
8.181 | 9 |
9.09 | 10 |
9.999 | 11 |



Esta dado por:HorsePowerHP=Qcaudal*Ppresion1714*Eftotal→HP=1.168Qcurva ideal Y HP=0.909Q

NOTA: Esta curva es el cálculo de la potencia en térmicos de la eficiencia, de la presión, y del caudal. Al...
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