CALCULO DE LA POTENCIA NECESARIA PARA MOVER UNA CARGA

CASO 1: APROXIMACIÓN DEL MOTOR NECESARIO PARA UN AUTO ELECTRICO O COMBUSTIBLE…

Magnitud Símbolo Cantidad Nombre de la Unidad

masa m 900 Kg Kilogramo

Coeficiente de Rodadura N/A 0.035 Adimensional

Velocidad eje motriz N 11000 rpm rev/min

V 36.11 m/seg metros/segundo 130.0

D 0.45 m metros

tiempo t 5 seg segundo

Resistencia del Aire 38 N

Gravedad g 9.81 m/seg2

n 1533 rpm rev/min

Relacion de Transmision N/A 7.2 AdimensionalAceleración a 7.2 m/seg2

Fuerza Total 6847 N

Torque T 1540.5334 Nm Newton.metroPotencia 247219.7010 W Vatios

HP 331.5270 hp Caballos de Potencia

RESULTADOSEl Torque Mínimo necesario que debe ser aplicado en el eje conducido es:

1540.5334 Nm Newton.metroLa Potencia mínima necesaria que debe ser aplicada en el eje conducido del sistema de poleas es:

247.2197 KW Kilovatios

331.5270 HP Caballos de potencia

Se requiere conocer la Potencia en HP del motor de un auto de carreras y la Relación de transmisión cuya masa máxima será de 830 Kg de carga más 70Kg aportados por la masa del conductor. La velocidad de movimiento debe ser de 130Km/h que equivalen a 36,11 m/seg, la cual debe ser alcanzada en t= 5seg (Mantener esta condición aunque se consigan motores de diversas rpm). Las ruedas del auto tienen un diametro de 45 cm. Se tomará en cuenta la influencia del coeficiente de rodadura entre Neumático y asfalto que es de 0,035 (Ver tabla de coeficientes de rodadura entre neumático y diversas superficies). Se tomará una fuerza de oposición del flujo de aire sobre el carro de 38N (Este dato se desprende de un análisis aerodinámico detallado que está fuera del alcance de este estudio)

Descargue el Documento de Excel de la RedIngrese los datos en las casillas resaltadas en verde

Unidad de Medida

Neumático - Asfalto

Velocidad de desplazamiento del auto

Diametro de las ruedas del carro

FaKilogramo.metro/segundo2 = Newton

metros/segundo2

Vueltas que deben dar las llantas para recorrer la Velocidad deseada

metros/segundo2

FTKilogramo.metro/segundo2 = Newton

PW

PHP

Esta es la potencia del motor, puesto que idealmente la potencia de salida e igual a la de entrada en un

sistema de transmisión.

FÓRMULAS:

CALCULO DE LA POTENCIA NECESARIA PARA MOVER UNA CARGA

Consideraciones:1. Como la potencia se mantiene a la entrada y la salida del sistema de transmisión, lo que cambia es la Velocidad y el Torque directamente proporcional a la relación de transmisión.2. La relación de transmisión (Velocidad y Torque) está dada por la relación del diámetro de las poleas así:a). Si Diametro polea Motriz < Diametro polea Conducida, Velocidad Eje conducido Disminuye y Torque Aumenta;b). Si Diametro polea Motriz > Diametro polea Conducida, Velocidad Eje conducido Aumenta y Torque Disminuye;

CALCULO DE LA POTENCIA NECESARIA PARA MOVER UNA CARGA

CASO 2: APROXIMACIÓN DEL MOTOR NECESARIO PARA UN AUTO ELECTRICO O COMBUSTIBLE…

Magnitud Símbolo Cantidad Nombre de la Unidad

masa m 900 Kg Kilogramo

Coeficiente de Rodadura N/A 0.035 Adimensional

Velocidad eje motriz N 10729 rpm rev/minRelacion de Transmision N/A 7 Adimensional

D 0.45 m metros

tiempo t 5 seg segundo

Resistencia del Aire 38 N

Gravedad g 9.81 m/seg2

V 36.11 m/seg metros/segundo 130.0

rpm llantas motor n 1533 rpm rev/minAceleración a 7.22 m/seg2

Fuerza Total 6848 N

Torque T 1540.6878 Nm Newton.metroPotencia 247270.6037 W Vatios

HP 331.5953 hp Caballos de Potencia

RESULTADOSEl Torque Mínimo necesario que debe ser aplicado en el eje conducido es:

1541 Nm Newton.metroLa Potencia mínima necesaria que debe ser aplicada en el eje conducido del sistema de poleas es:

247.2706 KW Kilovatios

331.5953 HP Caballos de potencia

Se requiere conocer la Potencia en HP del motor de un auto de carreras cuya masa máxima será de 830 Kg de carga más 70Kg aportados por la masa del conductor. La velocidad de movimiento debe ser de 130Km/h que equivalen a 36,11 m/seg, la cual debe ser alcanzada en t= 5seg. Se prefiere que el motor sea de 11000 rpm. (Indicar la relación de transmisión que se tiene y que la velocidad de movimiento cambie si se consiguen motores de diferente rpm). Las ruedas del auto tienen un diametro de 45 cm. Se tomará en cuenta la influencia del coeficiente de rodadura entre Neumático y asfalto que es de 0,035 (Ver tabla de coeficientes de rodadura entre neumático y diversas superficies). Se tomará una fuerza de oposición del flujo de aire sobre el carro de 38N (Este dato se desprende de un análisis aerodinámico detallado que está fuera del alcance de este estudio)

Descargue el Documento de Excel de la RedIngrese los datos en las casillas resaltadas en verde

Unidad de Medida

Neumático - Asfalto

Diametro de las ruedas del carro

FaKilogramo.metro/segundo2 = Newton

metros/segundo2

Velocidad de desplazamiento del auto

metros/segundo2

FTKilogramo.metro/segundo2 = Newton

PW

PHP

Esta es la potencia del motor, puesto que idealmente la potencia de salida e igual a la de entrada en un

sistema de transmisión.

FÓRMULAS:

CALCULO DE LA POTENCIA NECESARIA PARA MOVER UNA CARGA

Consideraciones:1. Como la potencia se mantiene a la entrada y la salida del sistema de transmisión, lo que cambia es la Velocidad y el Torque directamente proporcional a la relación de transmisión.2. La relación de transmisión (Velocidad y Torque) está dada por la relación del diámetro de las poleas así:a). Si Diametro polea Motriz < Diametro polea Conducida, Velocidad Eje conducido Disminuye y Torque Aumenta;b). Si Diametro polea Motriz > Diametro polea Conducida, Velocidad Eje conducido Aumenta y Torque Disminuye;

Descripción

Ruedas de ferrocarril sobre railes de acero

Rodamientos de bolas en acero sobre acero

0.00253

0.005 Raíles estándar de tranvía

0.0055

Neumáticos ordinarios de automóvil sobre hormigón

0.02 Neumáticos ordinarios de automóvil sobre losas de piedra

Neumáticos ordinarios de automóvil sobre alquitrán o asfalto

Neumáticos ordinarios de automóvil sobre hierba, barro y arena

0.34 Neumáticos ordinarios de automóvil sobre hierba, barro y arena

http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_a_la_rodadura

Cuadro de resistencia a la rodadura: [1]

0,0002 a 0,00101 2 0.5 mm

0,1 mm

Neumáticos especiales Michelin para automóvil solar/eco-marathon

Neumáticos BMX de bicicleta usados para automóviles solares3

0,006 a 0,01Neumáticos de automóvil de baja resistencia y neumáticos de camión sobre carretera lisa

0,010 a 0,0154

0,030 a 0,035

0.055 a 0.065

Por ejemplo, un automóvil de 1000 kg sobre una carretera asfaltada necesita una fuerza o empuje de aproximadamente 300 N para rodar (1000 kg × 9,81 m/s2 × 0,03 = 294,30 N).

http://books.google.com.co/books?id=ii1i7ZCDDuYC&pg=PA207&lpg=PA207&dq=coeficiente+de+rozamiento+en+rodamiento+de+bolas&source=bl&ots=l3x_66_eFS&sig=XytWawGyC3nLp9uWL-Ov2iNA9kg&hl=es&sa=X&ei=5WuSUcmnFoKk8QTmwYGoDg&ved=0CC0Q6AEwATgK#v=onepage&q=coeficiente%20de%20rozamiento%20en%20rodamiento%20de%20bolas&f=false

http://www.niasa.es/backend/catalogos/husillos_es.pdf

Sus características principales son:

Peso: Más de 1500kg (son los autos de carrera más pesados del mundo)

Motor: V8

Cilindraje: 5700-5900 c.c.

Potencia: 660-780 H.P.

RPM: 7800-8000 (en promedio)

Un automóvil deportivo de serie suele tener un peso de 1.500 quilogramos, un motor de 3.000 centímetros cúbicos de cilindrada y 185 kilovatios de potencia (equivalentes a 250 caballos de vapor) con velocidad máxima de 244 kilómetros por hora y aceleración de 0 a 100 kilómtros por hora en algo menos que 7 segundos.

Por otra parte, un automóvil de Fórmula 1 suele tener un peso de 600 kilogramos (incluido un laste en la parte inferior), un motor de 2.500 centímetros cúbicos de cilindrada y 555 kilovatios de potencia (equivalentes a 750 caballos de vapor), con velocidad máxima de 330 kilómetros por hora y aceleración de 0 a 100 kilómetros por hora en 2,9 segundos.

La adherencia al suelo antes mencionada permite frenar con desaceleración de 35 a 40 metros por segundo al cuadrado (es decir de 3,5 a 4 veces la aceleración de la gravedad simbolizada a veces por “g”, pero en sentido contrario al del movimiento) mientras que un automóvil de serie frena con desaceleración de alrededor de 10 metros por segundo al cuadrado (es decir, la misma aceleración que la de la gravedad, pero en sentido contrario al del movimiento).

En una curva, la aceleración lateral que sufre el piloto de Fórmula 1 es de unos 40 metros por segundo al cuadrado (es decir, unas 4 veces la aceleración de la gravedad) que le es muy molesta y que le obliga a desarrollar en gimnasio determinados músculos para soportar dicha aceleración; por ello y porque la suspensión del automóvil de Fórmula 1 es muy dura, no puede decirse que pilotarlo no sea un deporte. En la misma circunstancia, un conductor de automóvil de serie sufre una aceleración lateral de sólo 10 metros por segundo al cuadrado (es decir, la misma aceleración que la de la gravedad, pero lateralmente).

Básicamente, éstas son las especificaciones básicas de un coche eléctrico, aunque existen más. Las estadísticas más comunes de este nuevo vehículo son las siguientes.

La velocidad máxima suele estar en 120 Km/h.De 0 a 100 en aproximadamente 15 segundos.Las baterías pesan entre 100 y 200 Kilos.Las baterías duran unos tres o cuatro años.