transferencia de calor en discos de frenos




TRANSFERENCIA DE CALOR EN DISCOS DE FRENOS

































Tema: Transferencia de calor en discos de frenos
Índice:
CONTENIDO
Pagina
1.Introducción
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1.1.Objetivo General
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1.2.Objetivo específicos
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2.Desarrollo del tema
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2.1. Partes de disco de frenos
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2.2. Transferencia de calor
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2.3. Calor producido en el disco defreno.
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2.4. Energía disipada en el frenado.
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2.5. Cálculo de la temperatura final.
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2.6. Disipación de calor de los discos de frenos.
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2.7. Ley de Fourier.
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2.8. Ecuación de enfriamiento de Newton.
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3.Conclusiones
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4.Bibliografía
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1. Introducción:

1.1. Objetivo general:

Investigar el comportamiento de transferencia de calor en el sistema de frenado por discos defrenos.

1.2. Objetivos específicos:

Analizar los diferentes factores de transferencia de calor en discos de frenos.
Conocer los diferentes cálculos para el análisis tanto de energías y de temperaturas en discos de frenos.
La transferencia de calor es un tema muy estudiado en todos los cuerpos que se encuentran en fricción, en este caso se analizara los diferentes cálculos de con respecto ala temperatura, ya que es esto es un factor muy importante para el caso de sistemas de frenado, pero concentrándonos en los sistemas de discos de frenos, ya que por su diseño, hay mayor transferencia de calor, hay que tener en cuenta que estos sistemas son unos de los más eficientes ya por su bajo peso, su durabilidad, y su utilización en competencia.
Por lo que es importante conocer losdiferentes cálculos de temperaturas, como lo es calor producido por el disco, energía disipada de frenado, temperatura final, disipación de calor y enfriamiento. Que son muy importantes para el caso del diseño de discos y sus pastillas, o también para la modificación de los sistemas para competencia.
2. Desarrollo del tema:
Los discos de freno son la superficie contra la cual interactúan las pastillaspara frenar el vehículo, debido a que el disco gira solidario con las ruedas. Ese rozamiento entre discos y pastillas produce la transformación de energía cinética en energía calorífica, provocando una reducción de la velocidad. Los discos de freno no sólo deben producir la transformación de energía sino que además deben conseguir que el calor producido sea transmitido a la atmósfera lo másrápidamente posible, ya que si no, las temperaturas a las que operaría el sistema serían muy elevadas llegando incluso al colapso.

Existen diferentes tipos de discos de freno. Algunos son de acero macizo mientras que otros están rayados en la superficie o tienen agujeros que los atraviesan.

Estos últimos, denominados autoventilados están compuestos de dos pistas separadas por aletas en su interior.Estas aletas garantizan la cohesión del disco permitiendo el paso de aire por su interior. Gracias a estas aletas, el enfriamiento del disco no sólo se produce en la superficie exterior del disco, sino que además se produce su enfriamiento por el interior. Este intercambio de energía depende en gran medida de la forma y la orientación de las aletas. Generalmente son radiales y por lo tanto lacolocación de los discos en la rueda izquierda o derecha, no afecta a las propiedades de auto ventilado.

2.1. Partes de disco de frenos:

Pista: Es la superficie en la cual tiene lugar la acción de fricción entre las pastillas y el disco. Está dimensionada de forma que su potencia de disipación se acerque al valor de 250 W/cm2, pero dicho valor puede variar dependiendo de la geometría del disco,ya que si este es ventilado el valor de la potencia de disipación puede alcanzar un valor de 750W/cm2. Por encima de dichos valores, pueden aparecer daños en el disco, tales como deformaciones geométricas, grietas, depósitos de material de fricción u otros que dañarían el disco de forma irreversible.

Fijación: La fijación de los discos está situada en la parte central del mismo. Existe un...