volante


INDICE DEL TEMA





6.1 DEFINICIONES 3

6.2 DIAGRAMA DE DEMANDA DE ENERGIA 4

6.3 ENERGIA DE TRANSFERENCIA DEL VOLANTE 7

6.4 DIMENSIONAMIENTO DEL VOLANTE 12

6.5 MATERIALES PARA VOLATES 15









6.1 DEFINICIONES

Un volante de inercia es un elemento totalmente pasivo, únicamente aporta al sistema una inercia adicional. Al incrementarse lainercia del sistema, en igualdad de condiciones, se reducen las fluctuaciones de velocidad. Suelen emplearse volantes de inercia en máquinas cíclicas para reducir las variaciones de la velocidad cuando hay cambios en el par motor o en el par solicitado al motor (par de la carga), dentro del ciclo.
Un volante de inercia o Volante Motor es, en mecánica, un elemento totalmente pasivo, queúnicamente aporta al sistema una inercia adicional de modo que le permite almacenar energía cinética. Este volante continúa su movimiento por inercia cuando cesa el par motor que lo propulsa. De esta forma, el volante de inercia se opone a las aceleraciones bruscas en un movimiento rotativo. Así se consiguen reducir las fluctuaciones de velocidad angular. Es decir, se utiliza el volante para suavizar elflujo de energía entre una fuente de potencia y su carga. En la actualidad numerosas líneas de investigación están abiertas a la búsqueda de nuevas aplicaciones de los volantes. Algunos ejemplos de dichos usos son:
Absorber la energía de frenado de un vehículo, de modo que se reutilice posteriormente en su aceleración.(KERS)
Como dispositivos para suavizar el funcionamiento de instalacionesgeneradoras de energía eléctrica mediante energía eólica y energía fotovoltaica, así como de diversas aplicaciones eléctricas industriales.
En los ferrocarriles eléctricos que usan desde hace mucho tiempo un sistema de freno regenerativo que alimenta la energía extraída del frenado nuevamente a las líneas de potencia; con los nuevos materiales y diseños se logran mayores rendimientos en tales fines.Si el par de la carga y el par del elemento motor de una máquina son constantes no se precisan volantes. Se emplean volantes cuando se quiere conseguir una velocidad de régimen constante (o con las menores fluctuaciones posibles) y: 1) el par de la carga es constante pero el par motor es variable con el tiempo (p.ej. motores de combustión) 2) viceversa (p.ej. punzonadoras, bombas alternativas,etc.).
Para el cálculo de los volantes de inercia se suelen utilizar dos parámetros auxiliares, la velocidad angular media, ωm, y el coeficiente de fluctuación, Cf, que se definen





6.2 DIAGRAMA DE DEMANDA DE ENERGIA

Si se considera una máquina a vapor o de combustión interna monocilíndrica, provista de un mecanismo de biela manivela, cuyo esquema se indica en la figura, según loestudiado anteriormente, la fuerza tangencial T que le imprimía el movimiento de rotación a la manivela, estaba dada por la expresión:


Como T depende de los ángulos α y β , y estos se modifican continuamente, T modifica su intensidad a medida que el botón A de la manivela realiza una vuelta completa. Por tal motivo, su momento de rotación, dado por la expresión:Mm = T.r
También oscilará, pudiendo representarse estas oscilaciones en un diagrama de ejes coordenados como se muestra en la figura, con los esfuerzos tangenciales en el eje de ordenadas y en el eje de abscisas del desarrollo de la circunferencia descripta por el botón A de la manivela. La superficie comprendida entre la curva de los esfuerzos tangencialesOABCDEO , y la línea de abscisas e, corresponde al trabajo transmitido o motor W m realizado por la manivela en una revolución alrededor del eje O. Este trabajo es posible conocerlo a través del diagrama que realiza un aparato llamado indicador, el cual se confecciona con los esfuerzos sobre el émbolo y el recorrido del mismo, motivo por el cual también se lo denomina trabajo indicado, pudiendo...