hidraulica
























Trabajo y Potencia.
OBJETIVO DEL EJERCICIO
-Definirá los términos “trabajo” y “potencia”;
-Establecerá la relación entre fuerza, trabajo y potencia;
- Calculará el trabajo, la potencia y la eficiencia de un sistema hidráulico.
DISCUSIÓN
El trabajo es el movimiento de la carga a través de una distancia que proporcionabeneficios que es elresultado de algo útil que está siendo realizado. El trabajo esexpresado en unidades de fuerza multiplicadas por distancia. En los sistemashidráulicos, el trabajo es medido en Joules (J) o Newton-metros (N_m) en unidadesde S.I. y pies-libras en unidades del Sistema Inglés (pies_lb).Cuando la fuerza ejercida es constante a través del movimiento de la carga, lacantidad de trabajo realizada es igual a lafuerza ejercida multiplicada por ladistancia recorrida. En forma de ecuación:

En la Figura 2-35, por ejemplo, si el cilindro ejerce una fuerza de 100 N (22,5 libras) sobre una distancia vertical de 1 m (3,28 pies), entonces 100 J (73,8 pies·libra) de trabajo se llevó a cabo.

Potencia
La potencia es la razón en la cual el trabajo es realizado. Se mide en watts (W), en unidades de S.I. o encaballos de potencia (hp) en unidades de Sistema Inglés. La potencia es igual a la cantidad de trabajo realizado en un período proporcionado de tiempo. En forma de ecuación:

Nota: Un caballo de fuerza (hp) es 550 pies-libra por segundo. Por lo tanto, divida el número de pies-libras (pie-lb) por 550 para obtener la potencia en hp.
En la Figura 2-35, por ejemplo, si el trabajo de 100 J (73,8pie_lb) se realizó en 2 segundos, la razón de trabajo realizado sería:


Conversión de potencia en un sistema hidráulico
Un sistema hidráulico opera a través de un proceso de conversión de energía de dos pasos como lo muestra la Figura 2-36.

El primer paso consiste en que la bomba convierte potencia mecánica proporcionada por el motor a potencia hidráulica. El segundo paso es donde el cilindroconvierte la potencia hidráulica nuevamente a potencia mecánica para mover la carga.
Potencia de salida de la bomba
La cantidad de potencia hidráulica generada por la bomba es igual a la razón de flujo del circuito multiplicada por la presión del circuito. En forma de ecuación:


De esta manera, un aumento en la presión del circuito o razón de flujo aumentará la potencia de fluído generada porla bomba. A la inversa si la presión del sistema razón de flujo disminuye, la potencia de fluído generada por la bomba disminuirá.
Potencia disipada De acuerdo a la Figura 2-37 mostrada, no toda la potencia de fluído de la bomba es convertida en potencia mecánica en el cilindro. Un poco de potencia es perdida debido al calor de la resistencia friccional del flujo de aceite en las mangueras,válvulas y sellos del cilindro.

La cantidad de potencia disipada por el calor en cualquier componente, es igual a la razón de flujo de aceite a través del componente, multiplicada por la caída de presión a través de éste. En forma de ecuación:



Eficiencia
El motor eléctrico, el cual controla la bomba hidráulica de su fuente de alimentación hidráulica, consume potencia eléctrica. La potenciaeléctrica es medida en watts.
Si el motor eléctrico, la bomba, las mangueras de transmisión y todos los componentes fueran 100% eficientes, el motor eléctrico consumiría la misma cantidad de potencia como el cilindro en la Figura 2-36. Sin embargo, debido a que un poco de energía es siempre perdida por el calor de la fricción, el motor electric consumirá más potencia que el cilindro.Frecuentemente, la eficiencia total de un sistema hidráulico debe ser calculada para conocer cuánta potencia realmente es utilizada. La fórmula para la eficiencia total del sistema como un porcentaje es:

Note que los valores de potencia de entrada y salida para esta ecuación deben establecerse en el mismo tipo de unidades (watt, caballo de fuerza, etc.) Algunas veces, sin embargo, estamos más interesados...