INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESIME UA

MECNICA DE FLUIDOS IITRABAJO FINALGRUPO:6MV2INTEGRANTES DEL EQUIPO:FLORES MARTINEZ ALBERTOMARTINEZ MONTES JORGE LUISMONTIEL RODRIGUEZ DIEGO ARMANDO

Introduccin:Todos tenemos un concepto coloquial del significado de la palabra impulso, por ejemplo, si queremos saltar una distancia para vencer una corriente de agua, sabemos que lo lograremos mejor si "cogemos impulso" antes del salto. Tambin en todas las situaciones donde una persona quiere derribar una puerta, se separa de ella y "coge impulso" para lograrlo. Estas apreciaciones coloquiales de la palabra corresponden mejor al concepto fsico decantidad de movimiento,pero no estn muy lejos del concepto fsico deimpulsoque trataremos en este artculo. El impulso y la cantidad de movimiento estn estrechamente relacionados aunque son conceptualmente diferentes.Marco tericoCantidad de Movimiento e Impulso

Desarrollo:Cohete impulsado por perxido de hidrgeno

Un cohete impulsado por perxido de hidrgeno se basa en la combustin espontnea (reaccin de descomposicin del perxido). El perxido aproximadamente puro, es relativamente estable, pero en contacto con un catalizador (por ejemplo;Plata), se descompone en una mezcla devapor supercalienteyoxgenoen menos de 1/10 demilisegundoincrementando el volumen resultante en 5000 veces, 2 H2O2= 2 H2O + O2. La reaccin qumica es exotrmica con la consecuente liberacin de calor (aproximadamente 2500 kJ/kg), formando en este caso una mezcla de vapor-gas a unos 740C. Este gas caliente es usado exclusivamente como la masa de reaccin dinmica y es directamente conducida a una o ms toberas.La gran desventaja es el limitado tiempo de operacin. el chorro de vapor y oxgeno puede proporcionar el empuje necesario de cohetes bastante ligeros, pero tiene una velocidad de escape razonablemente baja y consecuentemente un impulso especfico pobre. La capacidad de transportar a un hombre antes del despegue, limita la cantidad de propelente que puede ser usado, por lo cual dichos cohetes nicamente pueden volar tan solo aproximadamente 30s.Un bipropelente ms convencional puede proporcionar un empuje especfico al doble, sin embargo en tal caso el perxido resulta a pesar de las altas temperaturas generadas un poco ms fro que otros propulsores que pudiesen ser utilizados y ello reduce mucho el riesgo de quemaduras o de heridas.En contraste con losmotores a reaccinque expulsan principalmente aire atmosfrico para producir el empuje, los cinturones cohete son un poco menos simples de construir que los turborreactores. El clsico cinturn cohete puede ser construido tipoWendell Moore en condiciones de nivel taller, pero se necesita un conocimiento de ingeniera adecuado y un manejo de alto nivel de manufactura y manejo de mquinas herramientas.Los principales defectos del cinturn cohete son la corta duracin de vuelo (aproximadamente 30s), el gasto razonablemente alto del propelente (perxido de hidrgeno) y el peligro de volar debajo de la altitud mnima para poder usar paracadas, y de ah sin ningn tipo de seguridad y la enorme dificultad de volar manualmente dicho dispositivo. Estas circunstancias limitan el rango de aplicacin de cinturn cohete a solamente vuelos pblicos de demostracin. Los vuelos de losjet packsacaparan la atencin de los espectadores y gozan de gran xito. Por ejemplo, un vuelo fue practicado durante la ceremonia de apertura de losJuegos Olmpicos de Los ngeles 1984.

1.- Cilindro de nitrgeno como presurizador 2.-Cilindro de acero inoxidable conteniendo perxido de hidrgeno 3.-Vlvula reguladora 4.-Cmara de reaccin.

Conclusiones: El impulso es el producto entre una fuerza y el tiempo durante el cual est aplicada. Es una magnitud vectorial. El mdulo del impulso se representa como el rea bajo la curva de la fuerza en el tiempo, por lo tanto si la fuerza es constante el impulso se calcula multiplicando la F por t, mientras que si no lo es se calcula integrando la fuerza entre los instantes de tiempo entre los que se quiera conocer el impulso. El impulso es la variacin en la cantidad de movimiento que experimenta un objeto. Esta se mide por el producto de la fuerza por el intervalo de tiempo durante el cual acta. -Existen varias aplicaciones para el impulso y seguramente todos usamos siquiera alguna vez alguna de estas aplicaciones o simplemente no nos damos cuenta de todo la que sucede en realidad, por ejemplo al jugar billar, el taco transmite energa a la bola mediante un choque y a su vez, la bola tambin transmite energa potencial al chocar con otras bolas.

Bibliografa:http://tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/2738/1/melchorcercasjose.pdfhttp://www.uco.es/termodinamica/ppt/pdf/fluidos%203.pdf

Mecnica de los Fluidos (8 Edicin). Victor L. Streeter y E. Benjamin Wylie. McGraw Hill 1986.

Introduccin:UnaTurbina hidrulicaes unaturbomquinamotora hidrulica, que aprovecha la energa de un fluido que pasa a travs de ella para producir un movimiento de rotacin que, transferido mediante un eje, mueve directamente una mquina o bien ungeneradorque transforma laenerga mecnicaenelctrica, as son el rgano fundamental de unacentral hidroelctrica.Marco terico:ClasificacinPor serturbomquinassiguen la misma clasificacin de estas, y pertenecen, obviamente, al subgrupo de las turbomquinas hidrulicas y al subgrupo de las turbomquinas motoras. En el lenguaje comn de las turbinas hidrulicas se suele hablar en funcin de las siguientes clasificaciones:De acuerdo al cambio de presin en el rodete o al grado de reaccinTurbinas de accin:Son aquellas en las que elfluido de trabajono sufre un cambio de presin importante en su paso a travs de rodete. Turbinas de reaccin:Son aquellas en las que elfluido de trabajosi sufre un cambio de presin importante en su paso a travs de rodete.Para clasificar a una turbina dentro de esta categora se requiere calcular elgrado de reaccinde la misma. Las turbinas de accin aprovechan nicamente la velocidad del flujo de agua, mientras que las de reaccin aprovechan adems la prdida de presin que se produce en su interior.De acuerdo al diseo del rodeteEsta clasificacin es la ms determinista, ya que entre las distintas de cada gnero las diferencias slo pueden ser de tamao, ngulo de los labes o cangilones, o de otras partes de la turbomquina distinta al rodete. Los tipos ms importantes son: Turbina Kaplan:son turbinas axiales, que tienen la particularidad de poder variar el ngulo de sus palas durante su funcionamiento. Estn diseadas para trabajar con saltos de agua pequeos y con grandes caudales.(Turbina de reaccin) Turbina Hlice:son exactamente iguales a las turbinas kaplan, pero a diferencia de estas, no son capaces de variar el ngulo de sus palas. Turbina Pelton: Son turbinas de flujotransversal, y de admisinparcial. Directamente de la evolucin de los antiguosmolinos de agua, y en vez de contar con labes o palas se dice que tienecucharas. Estn diseadas para trabajar con saltos de agua muy grandes, pero con caudales pequeos.(Turbina de accin)

Turbina Francis: Son turbinas de flujo mixto y de reaccin. Existen algunos diseos complejos que son capaces de variar el ngulo de sus labes durante su funcionamiento. Estn diseadas para trabajar con saltos de agua medios y caudal medios.

Turbina Ossberger / Banki / Michell: La turbina OSSBERGER es una turbina de libre desviacin, de admisin radial y parcial. Debido a su nmero especfico de revoluciones cuenta entre las turbinas de rgimen lento. El distribuidor imprime al chorro de agua una seccin rectangular, y ste circula por la corona de paletas del rodete en forma de cilindro, primero desde fuera hacia dentro y, a continuacin, despus de haber pasado por el interior del rodete, desde dentro hacia fuera.

Desarrollo:Aviacin militar: Para helicpteros, aviones de combate o caza bombarderos, aviones de despegue vertical (Harrier V/tol y V/stol) En este caso se buscan turbinas con temperaturas de admisin mas elevada para lograr mas altas velocidades y despegues verticalesAviacin comercial: Se utilizan aviones de turbina de chorro (turbo-jet) y de turbina de hlice (turbo-fan). En las aerolneas de carga se emplean turbinas de gran potencia.

Tuberas para transmisin de gas. Es de las industrias que ms utilizan turbinas de gas. Las turbinas de gas han sido instaladas para impulsar compresores en medidas superiores a 22500 KW (300 HP). Esta es una aplicacin excelente ya que el gas natural es un combustible ideal y se requiere una gran cantidad de fuerza motriz.

Transporte: En barcos, la alta potencia especfica de las turbinas de gas permite realizar diseos de altas velocidades. Esto es muy til para barcos tipo containers, botes moto-torpedo y grandes barcos de guerra. Tambin se usan en ferrocarriles, en locomotoras de carga y trenes ligeros de pasajeros, pero solo en los ltimos ha representado un cambio significativo.

Aeromodelismo: Actualmente se construyen pequeas turbinas de gas que impulsan aeromodelos a control remoto. Estas se han vuelto las favoritas de los seguidores de este hobby ya que le brindan al modelo una gran velocidad y potencia, mejorando su rendimiento y versatilidad.

Generacin elctrica: Las compaas de servicios elctricos las utilizan para cargas pico de trabajo en primer lugar. Los costos de instalacin y operacin, siempre que se usen combustibles refinados, son favorables para trabajos intermitentes. Los motores de aviacin adaptados para este servicio disponen de un rpido arranque, aproximadamente dos minutos para arrancar a plena carga. se han instalado plantas de potencia a carga pico arriba de 150 MW con un solo generador. En la siguiente pgina se pueden consultar los costos de algunas turbinas y distintos proveedoreshttp://www.industrystock.es/html/Turbinas%20Francis/product-result-es-1562-0.htmlhttp://www.impsa.com/es/productos/impsahydro/SitePages/turbinas.aspx.Conclusiones: El rendimiento o eficiencia de una turbina se define como el cociente entre la energa producida por la misma y la energa disponible, es por ello que el conocimiento del rendimiento de una central hidroelctrica, dotada con uno o varios grupos turbina-alternador, se traduce en una mejor explotacin de la misma mediante la optimizacin del aprovechamiento del agua disponible, adicionalmente sirve para realizar un seguimiento del estado de la unidad, cuyo desgaste y deterioro se traduce en una prdida de rendimiento de la instalacin. Una central hidroelctrica es una instalacin que aprovecha la transicin brusca de una masa de agua situada inicialmente en un nivel energtico superior, a un nivel con un contenido energtico menor. El elemento que transforma parte de la energa del sistema fluido en trabajo mecnico es la turbina, cuyo rodete a su vez al accionar el rotor del generador hace posible la transformacin por parte de este de la energa mecnica de rotacin en energa elctrica. Se puede tener una gran variedad de primotores gracias a la gran variedad de turbinas que se pueden conectar al turboalternador, el primotor tambin puede ser un motor como lo visto en clase.Aprendimos acerca de las turbinas y su clasificacin.Toda la informacin expuesta en esta investigacin se obtuvo de las fuentes de Internet

Bibliografa:http://www.ossberger.de/cms/es/hydro/la-turbina-ossberger/http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_hidr%C3%A1ulicahttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/maquinashidraulicas/sel_turbinas/fondos/eleccion.htm

Mecnica de los Fluidos (8 Edicin). Victor L. Streeter y E. Benjamin Wylie. McGraw Hill 1986.

Introduccin:Unlubricantees una sustancia que, colocada entre dos piezas mviles, no se degrada, y forma asimismo una pelcula que impide su contacto, permitiendo su movimiento incluso a elevadastemperaturasypresiones.Una segunda definicin es que el lubricante es una sustancia (gaseosa, lquida o slida) que reemplaza una friccin entre dos piezas en movimiento relativo por la friccin interna de susmolculas, que es mucho menor.En el caso de lubricantes gaseosos se puede considerar una corriente de aire a presin que separe dos piezas en movimiento. En el caso de los lquidos, los ms conocidos son los aceites lubricantes que se emplean, por ejemplo, en los motores. Los lubricantes slidos son, por ejemplo, eldisulfuro de molibdeno(MoS2), lamicay elgrafito.

Marco Terico:TiposExisten distintas sustancias lubricantes dependiendo de su composicin y presentacin: LquidosDe base (origen) mineral o vegetal. Son necesarios para la lubricacin hidrodinmica y son usados comnmente en la industria, motores y como lubricantes de perforacin. SemislidosSon las denominadas "Grasas". Su composicin puede ser mineral, vegetal y frecuentemente son combinadas con muchos tipos de lubricantes slidos como el Grafito, Molibdeno o Litio. SlidosEs un tipo de material que ofrece mnima resistencia molecular interna por lo que por su composicin ofrece ptimas condiciones de lubricacin sin necesidad de un aporte lubricante lquido o semislido. El ms comn es el Grafito aunque la industria est avanzando en investigacin en materiales de origen metlico.DescripcinEl lubricante es una sustancia que introducida entre dos superficies mviles reduce la friccin entre ellas, facilitando el movimiento y reduciendo el desgaste.El lubricante cumple variadas funciones dentro de una mquina o motor, entre ellas disuelve y transporta al filtro las partculas fruto de la combustin y el desgaste, distribuye la temperatura desde la parte inferior a la superior actuando como un refrigerante, evita la corrosin por xido en las partes del motor o mquina, evita la condensacin de vapor de agua y sella actuando como una junta determinados componentes.La propiedad del lubricante de reducir la friccin entre partes se conoce como Lubricacin y la ciencia que la estudia es la tribologa.Un lubricante se compone de una base, que puede ser mineral o sinttica y un conjunto de aditivos que le confieren sus propiedades y determinan sus caractersticas.Cuanto mejor sea la base menos aditivos necesitar, sin embargo se necesita una perfecta comunin entre estos aditivos y la base, pues sin ellos la base tendra unas condiciones de lubricacin mnimas.

Los lubricantes se clasifican segn su base como:

Mineral.VegetalSinttico.Lubricante mineralEs el ms usado y barato de las bases parafnicas o naftenicas. Se obtiene tras la destilacin del barril de crudo despus del gasoleo y antes que el alquitrn, comprendiendo un 50% del total del barril, este hecho as como su precio hacen que sea el ms utilizado.Existen dos tipos de lubricantes minerales clasificados por la industria, grupo 1 y grupo 2 atendiendo a razones de calidad y pureza predominando el grupo 1. Es una base de bajo ndice de viscosidad natural (SAE 15) por lo que necesita de gran cantidad de aditivos para ofrecer unas buenas condiciones de lubricacin. El origen del lubricante mineral por lo tanto es orgnico, puesto que proviene del petrleo.Los lubricantes minerales obtenidos por destilacin del petrleo son fuertemente aditivados para poder:1. Soportar diversas condiciones de trabajo.2. Lubricar a altas temperaturas.3. Permanecer estable en un amplio rango de temperatura.4. Tener la capacidad de mezclarse adecuadamente con el refrigerante (visibilidad).5. Tener un ndice de viscosidad alto.6. Tener higroscopicidad definida, (capacidad de retener humedad).Lubricante sintticoEs una base artificial y por lo tanto del orden de 3 a 5 veces ms costosa de producir que la base mineral. Se fabrica en laboratorio y puede o no provenir del petrleo. Poseen unas excelentes propiedades de estabilidad trmica y resistencia a la oxidacin, as como un elevado ndice de viscosidad natural (SAE 30). Poseen un coeficiente de traccin muy bajo, con lo cual se obtiene una buena reduccin en el consumo de energa.

Existen varios tipos de lubricantes sintticos:1.- HIDROCRACK o grupo 32.- PAO o grupo 43.- PIB o grupo 54.- ESTER1.- Hidrocrack. Es una base sinttica de procedencia orgnica que se obtiene de la hidrogenizacin de la base mineral mediante el proceso de hidrocracking. Es el lubricante sinttico ms utilizado por las compaas petroleras debido a su bajo costo en referencia a otras bases sintticas y a su excedente de base mineral procedente de la destilacin del crudo para la obtencin de combustibles fsiles.2.- PAO. Es una base sinttica de procedencia orgnica pero ms elaborada que el hidrocrack, que aade un compuesto qumico a nivel molecular denominado Poli-Alfaolefinas que le confieren una elevada resistencia a la temperatura y muy poca volatilidad (evaporacin).3.- PIB. Es una base sinttica creada para la eliminacin de humo en el lubricante por mezcla en motores de 2 tiempos. Se denomina Poli-isobutileno.4.- ESTER. Es una base sinttica que no deriva del petrleo sino de la reaccin de un cido graso con un alcohol. Es la base sinttica ms costosa de elaborar porque en su fabricacin por "corte" natural se rechazan 2 de cada 5 producciones. Se usa principalmente en aeronutica donde sus propiedades de resistencia a la temperatura extrema que comprenden desde -68C a +325C y la polaridad que permite al lubricante adherirse a las partes metlicas debido a que en su generacin adquiere carga electromagntica, hacen de esta base la reina de las bases en cuanto a lubricantes lquidos. El ester es comnmente empleado en lubricantes de automocin en competicin.

Desarrollo:

SAE J300La determinacin de viscosidad de aceites para motores se mide con la tabla de viscosidades SAE de acuerdo a la norma SAE J300. Esta tabla clasifica las viscosidades de acuerdo a su viscosidad cinemtica a 100C y en caso de aceites multigrados tambin se mide su bombeabilidad y resistencia al arranque en fro.Ejemplo:Un aceite Multigrado SAE 15W-XX no puede espesarse a ms que 7,000 cP cuando la temperatura baja a -20C en las pruebas de la ASTM D 5293, y 60,000 cP en la prueba ASTM D 4684.

Un aceite SAE 40 tiene que tener la viscosidad entre 12.5 cSt y 16.3 cSt a 100C. Esta viscosidad debera mantenerse por el periodo de uso del aceite.

La tabla tambin regula la rotura de polmeros, o cizallamiento permitido en alta temperatura (medido a 150C), garantizando la proteccin necesaria para los cojinetes, rbol de levas y todas las piezas que requieren lubricacin hidrodinmica forzada. Los aceites certificados API CI-4 tienen ms resistencia, por la exigencia del API de mantener esta viscosidad en un mnimo de 3.5 cP a 150C. Hoy en da hay aceites SAE 15W-40 que pueden mantener 4.2 cP en estas condiciones.Esta tabla entr en vigor en Enero del 2015. Incluye la nueva categora SAE 8 y SAE 12. Aceites producidos o certificados anteriormente utilizaban una tabla menos exigente.

SAE J306

La determinacin de viscosidad de aceites para transmisiones se mide con la tabla de viscosidades SAE de acuerdo a la norma SAE J306. Esta tabla clasifica las viscosidades de acuerdo a su viscosidad cinemtica (mximo y mnimo) a 100 C y tambin se mide la bombeabilidad de los aceites multigrados en fro.Esta tabla reemplace la anterior para distinguir las viscosidades con mayor confianza. Previamente los rangos de viscosidades eran muy amplios y la variacin entre marcas con la misma viscosidad SAE poda ser demasiado grande para proteger el equipo.Ejemplo:La tabla anterior permita una variacin de viscosidad de un aceite SAE 90 entre 13.5 y 24.0 cSt a 100 C. Si un fabricante dise su equipo para un aceite con una viscosidad de 20 cSt, podra ser protegido con el aceite SAE 90 de una marca, pero tal vez no tener esa proteccin si el aceite SAE 90 tenia 16.0 cSt de viscosidad a 100 C.La nueva tabla limita los aceites SAE 90 a una variacin entre 13.5 y 18.5. Una nueva categora (SAE 110) cubre los aceites cuya viscosidad a 100 C es entre 18.5 y 24.0. Si el fabricante quiere una viscosidad de 20 cSt a 100 C, ahora puede especificar SAE 110 o un aceite multigrado como SAE 80W-110 o 85W-110.De la misma forma, anteriormente un aceite SAE 140 podra tener una variacin entre 24.0 y 41.0 cSt. Ahora se limite el SAE 140 a una variacin entre 24.0 y 32.5 cSt. Las viscosidades entre 24.0 y 41.0 cSt ahora son clasificadas SAE 190.El punto crtico para su vehculo es utilizar la viscosidad correcta para las condiciones y su diseo.

SAE J306

Grado deViscosidad SAETemperatura Mximapara una viscosidad de150,000 cP (C)ASTM D 2983Viscosidad CinemticaMnima * (cSt) a 100CASTM D 445Viscosidad CinemticaMxima (cSt) a 100CASTM D 445

70W-554.1-

75W-404.1-

80W-267.0-

85W-1211.0-

80-7.0