CAU-UNIDAD 1: BASES DE FÍSICA Y TERMODINÁMICA APLICADAS A CALDERAS.

Fuerza
La fuerza es una magnitud física de carácter vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto estático), modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles (efecto dinámico). En este sentido la fuerza puede definirse como toda acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo (imprimiéndole una aceleración que modifica el módulo o la dirección de su velocidad).

Comúnmente nos referimos a la fuerza aplicada sobre un objeto sin tener en cuenta al otro objeto u objetos con los que está interactuando y que experimentarán, a su vez, otras fuerzas. Actualmente, cabe definir la fuerza como un ente físico-matemático, de carácter vectorial, asociado con la interacción del cuerpo con otros cuerpos que constituyen su entorno.

Denominamos fuerza a toda acción capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo. Las fuerzas son magnitudes vectoriales y para definirlas es necesario determinar su punto de aplicación, dirección, sentido e intensidad.

La intensidad de una fuerza se mide con un dinamómetro.

El dinamómetro consta de un resorte, con uno de sus extremos fijo y el otro desplazable libremente que posee un indicador que marca sobre una escala el estiramiento (o deformación) provocado por la fuerza que se aplica en el extremo libre.

Leyes de Newton:1º Ley: Principio de Inercia: Todo cuerpo tiende a permanecer en el estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme en que se encuentra, siempre que una fuerza extraña no modifique dicho estado.
2º Ley: Principio de masa: La aceleración adquirida por un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza aplicada e inversamente proporcional a la masa de aquél.
3º Ley: Principio de acción y de reacción: A toda fuerza (acción) ejercida por un cuerpo sobre otro, éste opone, sobre aquél otra fuerza de igual intensidad y sentido contrario (reacción).

F = m x a

Unidades:
N (newton) = kg m/seg2

Kg: kilogramo fuerza

1 Kg: 9,8 N

PresiónLa presión (símbolo p)es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea.

Definición
La presión es la magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie sobre la cual actúa, es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la superficie. Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme, la presión P viene dada de la siguiente forma:

Presión absoluta y relativa. Vacío.

La presión atmosférica es la fuerza por unidad de área que ejerce el aire sobre la superficie terrestre.

 Barómetro aneroide, un instrumento para medir la presión atmosférica.

Presión relativa es la presión por encima de la presión atmosférica, denominándose presión relativa, presión normal, o presión manométrica.

Consecuentemente, la presión absoluta es la presión atmosférica (Pa) más la presión manométrica (Pm) (presión que se mide con el manómetro).

Vacío es la presión de un gas por debajo de la presión atmosférica, por lo que el grado de vacío se incrementa en relación directa con la disminución de presión del gas residual. Esto significa que cuanto más se disminuya la presión, mayor vacío se obtendrá, lo que permite clasificar el grado de vacío en correspondencia con intervalos de presiones cada vez menores.

En la mayoría de las aplicaciones a bordo, la presión se mide no como la presión absoluta sino como la presión por encima de la presión atmosférica, o sea la presión relativa, presión normal, o presión manométrica.

Manómetro

 Principio de funcionamiento de un manómetro.

 

Vacuómetro

Manovacuómetro

CALOR
Calor es Energía.
Las principales formas de energía que generan calor:

•Luz → sol
•Electricidad → calentadores
•Magnetismo → histéresis del hierro
•Químico → combustión
•Mecánicos → compresión, fricción, percusión.

El calor se mide en calorías* o BTU**.

*Caloría=Unidad de energía térmica, de símbolo cal, que equivale a la cantidad de calor necesaria para elevar 1 grado centígrado la temperatura de 1 gramo de agua en condiciones atmosféricas normales.

**BTU (british thermal unit)=Unidad térmica, de símbolo BTU o BTu, que representa la cantidad de calor que se requiere para elevar en un grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua en condiciones atmosféricas normales.


Temperatura:Es el número que representa el estado térmico de un cuerpo, tomando como referencia un estado térmico perfectamente definido.
El aparato para medir las temperaturas se denomina termómetro.
Los termómetros presentan una escala termométrica, las cuales son:

a) La escala centígrada o Celsius

b) La escala Fahrenheit

Conversión de grados centígrados a grados Fahrenheit y viceversa

°C= ( °F-32 ) * 5/9
°F= °C* 9/5 + 32

Transmisión de calor:Al pasaje de calor de un cuerpo o sustancia de mayor temperatura a otro de menor temperatura se lo denomina transmisión de calor. Las distintas formas, son:
A. Conducción: es la transferencia de calor por contacto directo entre dos cuerpos. La conducción del calor tiene lugar únicamente cuando las distintas partes del cuerpo se encuentran a temperaturas diferentes y la dirección del flujo calórico es siempre de los puntos de mayor a los de menor temperatura. Los materiales poseen un coeficiente de conductibilidad térmica, a mayor conductibilidad térmica, mayor es la cantidad de calor que pasa por unidad de tiempo.

 Ejemplo de conducción.

B. Convección: es la transferencia de calor producida por el movimiento de los gases (aire) y líquidos. El aire al calentarse disminuye su peso específico volviéndose mas liviano; ascendiendo y el lugar que deja es ocupado por el aire más frío (> Pe) que a su vez se calienta repitiéndose el ciclo anterior. En el caso de los líquidos por ejemplo el agua en un recipiente; al calentarse el recipiente por su base, el agua de la parte más baja se calentará más rápidamente que la parte superior, haciéndose así más liviana que la restante y ascenderá en el recipiente. Por el contrario, el agua más fría descenderá para ocupar el lugar dejado por la que se desplaza hacia arriba. En ambos casos, gases y líquidos, se establece una corriente llamada “corriente convectiva”.

 Ejemplo de convección.

C, Radiación: es la transferencia de calor producida por la emisión de ondas electromagnéticas, dichas ondas se mueven a través del espacio o de los materiales a la velocidad de la luz, siendo absorbidas por los cuerpos que no son transparentes a ellas (cuerpos opacos).

 Ejemplo de radiación.

Trabajo: 
Cuando una fuerza aplicada a un cuerpo es capaz de moverlo, se dice que la fuerza realiza trabajo. El trabajo mecánico es el producto de la fuerza aplicada por la distancia recorrida en el mismo sentido que la fuerza.

Trabajo (L) = fuerza (F) x espacio recorrido (e)

Puede ocurrir que el espacio recorrido no tenga igual dirección que el de la fuerza aplicada, en este caso las direcciones del espacio recorrido y la fuerza aplicada determinan un ángulo.

Definimos trabajo como el producto de la intensidad de la fuerza aplicada por el espacio y por el coseno del ángulo que determina la dirección de la fuerza con la del espacio.

L = F e cos α

Potencia (física)En física, potencia (símbolo P) es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo.

Potencia mecánicaLa potencia mecánica aplicada sobre un sólido rígido viene dado por el producto de la fuerza resultante aplicada por la velocidad:

Si además existe rotación del sólido y las fuerzas aplicadas están cambiando su velocidad angular:

 donde

son la fuerza resultante y el momento resultante.
son la velocidad del punto donde se ha calculado la resultante efectiva y la velocidad angular del sólido.

POTENCIA DE UNA CALDERA
EL tamaño de una caldera es determinado por su "superficie de calefacción" que es aquella parte de la caldera que por un lado está en contacto con el agua y por el otro con el fuego y gases calientes, medida por el lado de los humos y se expresa en metros cuadrados.
Muchas veces por costumbre se designa la potencia de una caldera en caballos de fuerza, lo cual es erróneo, pues una caldera no tiene fuerza motriz sino vapor, el que podría ser utilizado por una máquina que genere fuerza motriz. Según sea la máquina producirá mayor o menor potencia con la misma cantidad de vapor.
La potencia de una caldera se puede expresar en cantidad de vapor generado en una hora.
Desde luego, esto dependerá de la superficie total de calefacción. A mayor superficie de calefacción se tiene más vapor y, por lo tanto, mayor potencia. La potencia se mide normalmente en kilogramo de vapor producido en una hora por metro cuadrado de superficie de calefacción (KVH/m2). En la potencia de las calderas tiene influencia su diseño, construcción, instalación y manejo.

A modo de ejemplo podemos anotar los siguientes valores:
Calderas con dos hogares interiores...........................14 a 22 KVH/m2
Calderas locomóvil o de locomotora............................12 a 20 KVH/m2
Caldera marina............................................................18 a 28 KVH/m2
Caldera vertical............................................................10 a 14 KVH/m2

Caldera acuotubular de gran potencia .......................40 a 66 KVH/m2
Caldera acuotubular de circulación forzada................60 a 150 KVH/m2

Balance térmico y rendimiento de calderas.
Consiste en aplicar el Principio de Conservación de la masa y de la energía a una Caldera o Generador de Vapor, trabajando a régimen estable. Su objetivo es cuantificar las energías (o flujos de calor) que entran y salen del equipo, permitiendo evaluar la importancia relativa de cada una de ellas.

Un balance térmico realizado correctamente, exige la identificación de todas las energías (o flujos de calor) transferidas. Sin embargo, por razones prácticas o por limitaciones en la adquisición de datos, es frecuente la aplicación de un Balance Térmico Simplificado, que considera sólo aquellas energías de mayor relevancia.

En el balance térmico se debe definir una temperatura de referencia que en general es 1OO°C además, se consideran las ganancias y las pérdidas de energía asociada a masas o flujos másicos, como asimismo algunas pérdidas de calor que no están vinculadas a una masa o flujo másico, como por ejemplo las pérdidas por radiación y convección al ambiente .

La superficie de calefacción es la zona en la cual las llamas o los gases de la combustión están en contacto con la superficie metálica en contacto con el agua.

1.con las llamas (superficie de calefacción directa).

2.con los gases de la combustión (superficie de calefacción indirecta).

Se mide del lado de los gases en m2 o en pies2.
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Medición en caldera

• Temperatura de gases de combustión
• presión de vapor
• temperatura del agua de alimentación
• temperatura de retorno del condensado
• consumo de combustible
• presión del combustible
• presión del aire
• presión atmosférica

Se realizan con manómetros, pirómetros, termómetros, indicadores de flujo, manómetros de columna de agua, vacuómetros, manovacuómetros, indicadores de nivel de agua, etc.

Accesorios o instrumentos de Observación o Monitoreo:
- Indicadores de nivel de agua: Toda caldera deberá estar provista, a lo menos, de dos indicadores de nivel de agua, independientes entre sí. Uno de ellos deberá ser de observación directa del nivel de agua, del tipo tubo de vidrio , pudiendo ser el otro formato por una serie de tres grifos o llaves de prueba .
- Indicadores de presión: Toda caldera deberá estar provista de uno o más manómetros , que se conectarán a la cámara de vapor de la caldera mediante un tubo que forme un sello de agua.
-Analizadores de gases: Son aparatos que sirven para controlar la calidad de la combustión dentro del hogar, a través del análisis de los gases que salen por la chimenea.
- Indicadores de temperatura: Son instrumentos destinados a medir la temperatura, ya sea del agua de alimentación, del vapor, de los gases de la combustión del petróleo, etc.

Estado gaseoso de la materia 
Se denomina gas al estado de agregación de la materia compuesto principalmente por moléculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atracción, lo que hace que los gases no tengan volumen y forma definida, y se expandan libremente hasta llenar el recipiente que los contiene. Su densidad es mucho menor que la de los líquidos y sólidos, y las fuerzas gravitatorias y de atracción entre sus moléculas resultan insignificantes. En algunos diccionarios el término gas es considerado como sinónimo de vapor, aunque no hay que confundir sus conceptos: vapor se refiere estrictamente a aquel gas que se puede condensar por presurización a temperatura constante.

Proceso físico de la generación del vapor.
Si en un recipiente abierto se coloca una cierta cantidad de agua destilada y se lo pone en contacto con una fuente productora de calor, éste se transmitirá al agua a través de las paredes del recipiente. Al recibir calor, la temperatura del agua se elevará sin otro cambio que un pequeño aumento de volumen, hasta alcanzar los 100ºC.; en ese instante entrará en ebullición. La temperatura del agua y del vapor en contacto con ella, permanecerán constantes a 100ºC mientras haya agua en el recipiente y permanezca abierto a la atmósfera (Presión atmosférica normal).
Si se continúa aplicando calor al recipiente y se lo cierra de tal manera que el vapor no pueda escapar, la presión y la temperatura dentro del mismo aumentará a medida que se vaya formando vapor y continuarán aumentando hasta que la temperatura del agua y del vapor alcance aproximadamente la de la fuente productora de calor.
Si el recipiente mencionado se le practica una pequeña abertura, como para permitir que el vapor escape en una proporción uniforme, y se mantiene constante la proporción del calor aplicado, la presión dentro del recipiente y la temperatura del agua y del vapor permanecerán constantes e iguales, dependiendo sus valores de la proporción en que escape el vapor. Aumentando la cantidad de calor aplicado o disminuyendo la del escape de vapor, se aumentará la presión en el recipiente y con ello, la temperatura del agua y del vapor. Sin embargo, ''mientras haya agua en el recipiente y la presión en el interior del mismo permanezca constante, la temperatura del agua y del · vapor permanecerán constantes e iguales''.
En estas condiciones, el vapor contiene una cierta cantidad de humedad o agua en suspensión, por lo que se le llama vapor saturado.
Si la evaporación continúa en las mismas condiciones, hasta que toda el agua se haya convertido en vapor e, inmediatamente, se cierra el recipiente de modo que no reciba ni pierda calor, éste se llenará con vapor en el que no habrá humedad. En estas condiciones se dice que el vapor es saturado seco.
La proporción de vapor seco en una mezcla de agua y vapor, se llama calidad de la mezcla o, mejor dicho, grado de saturación, y se expresa en tanto por ciento.
Así, si una cantidad de vapor húmedo contiene 90 % de vapor seco y 10 % de humedad, se dice que la mezcla tiene un grado de saturación de 90% .
La temperatura de un vapor saturado correspondiente a una presión dada, se llama temperatura de saturación a aquella presión; por ejemplo, la temperatura de saturación del vapor de agua a la presión atmosférica normal (1 at. ab.) es de 1OOQC. y la temperatura de saturación a la presión de 27 kg/ cm2. ab. es de 229,59.
Recíprocamente, la presión de un vapor saturado correspondiente a una temperatura dada, se llama presión de saturación a aquella temperatura; por ejemplo: la presión de saturación del vapor a la temperatura de 204,59C es de 16,3kg/cm2.

Vapor recalentado:
Si al vapor saturado seco, que hemos mencionado, lo enviamos desde el recipiente (A) en que fue generado, a otro recipiente (B), construido de tal manera que la presión pueda mantenerse constante dentro del mismo, y se le aplica calor, la temperatura del vapor contenido en éste se levará sobre la correspondiente al vapor saturado en el primer recipiente (A). Si el vapor tiene un cierto grado de saturación cuando entra al segundo recipiente (B), antes de que pueda ocurrir cualquier cambio en la temperatura debe evaporar toda la humedad que contiene."Una vez evaporada toda el agua que contiene el vapor y a medida que se le siga aplicando calor, su temperatura aumenta. y se convierte en vapor recalentado. La cantidad en que la temperatura del vapor recalentado excede a la temperatura de saturación correspondiente a su presión (o diferencia de temperatura), se llama grado de recalentamiento; Por ejemplo: si tenemos un vapor saturado seco a la presión de 27 kg/cm2• ab., cuya temperatura de saturación es de 229,59C. y lo recalentamos a la temperatura de 396,59C., su grado de recalentamiento será: (396,5 - 229,5) = 1679C.

CARACTERÍSTICAS QUE HACEN AL VAPOR UN FLUIDO UTILIZABLE

• Materia prima barata y de elevada disponibilidad
• Amplio rango de temperaturas de empleo
• No inflamable y no tóxico (estéril)
• Fácilmente transportable por tubería
• Elevado calor de condensación
• Elevado calor específico
• Temperatura de condensación fácilmente regulable

El vapor de agua constituye el fluido energético ideal para aplicación en el campo industrial. La razón fundamental es la necesidad que tiene la industria de emplear fuentes de calor a muy diversos niveles de temperatura. Este requisito lo cumple el vapor a la perfección pues cubre holgadamente una banda de trabajo entre 1,13 bar y 70 bar que equivalen a una banda térmica entre 103°C y 287°C como vapor saturado seco e incluso más elevadas si el vapor se produce con sobrecalentamiento posterior.

APLICACIONES DEL VAPOR

• Aplicado para calentamiento y humidificación (110-250 oC)
• El vapor sobrecalentado es utilizado en la industria procesadora de alimentos para cocimiento, secado/ deshidratado.
• Vapor para impulso y movimiento (Turbinas de vapor)
• Esterilización de material quirúrgico en hospitales (autoclaves)

PARA TERMINAR LA UNIDAD, ALGUNAS DEFINICIONES:
Grado de la transferencia de calor:
El grado de la transferencia de calor puede ser aumentado o disminuido según las necesidades, por el uso de materiales adecuados . El cobre es un buen conductor y el corcho es un mal conductor o un buen aislador.

Formas en que se transfiere el calor:
-Conducción: es la transferencia de calor de partícula a partícula de una sustancia, sin movimiento de éstas entre sí. El fenómeno de conducción tiene lugar especialmente en los sólidos , pero también puede existir el líquidos y gases.
-Convección: es la transferencia de calor a través de un fluido. Tiene lugar solamente en líquidos y gases.
-Radiación: se propaga en formas de ondas de calor y su movimiento es similar al de la luz. No requiere de ningún medio específico para propagarse.

Presión atmosférica
Es la presión ejercida sobre la superficie de todos los cuerpos por la capa gaseosa que constituye la atmosfera. En el nivel del mar la presión es mayor pero a mayor altura la presión disminuye debido a la densidad del aire.

Presión absoluta
Se mide a partir del vaco o depresión.

Presión absoluta = presión relativa + presión atmosférica

Calor específico: es la cantidad de calorías necesarias para aumentar la temperatura de una sustancia 1º C.

Calor sensible: es el calor que cambia la temperatura de una sustancia.

Calor latente: es el calor que convierte un sólido en líquido o un líquido en vapor sin cambiar su temperatura.

Temperatura de saturación: es otra manera de denominar el punto de ebullición.

Sobrecalentamiento: es el calor añadido a un gas , después de que todo el líquido se ha evaporado. Se mide en ºC o ºF

2º Principio de la termodinámica: para obtener trabajo mecánico del calor, deberá disponerse de dos fuentes de distinta temperatura.

Fuentes: son aquellos elementos, equipos o cuerpos que pueden entregar calor permanentemente a una misma temperatura.

Ciclo: es un conjunto de transformaciones por las que pasa una sustancia, en el cual el estado final coincide con el estado inicial.

ENTALPÍA:

1.Energía a nivel molecular que tiene la sustancia cuando entra a un sistema abierto.

2.Es la suma de energía interna y trabajo producido.

3.Cantidad de calor que la sustancia de trabajo intercambia con el medio exterior cuando evoluciona a presión constante entre la temperatura inicial y final.

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ENTRADAS RELACIONADAS

Presión-Unidades de presión y sus factores de conversión
Fuerza
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FUENTES:

M.J.D.




https://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

https://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materia

MAQ 303 CALDERAS NAVALES CAPITULO 1

Pedro Abarca Bahamondes - Walter Dümmer Oswald “Potencia y Rendimiento de la Caldera”

http://www.estrucplan.com.ar/Producciones/entrega.asp?IdEntrega=2953

MTD UNIDAD 1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS Parte 2

Fuerza
La fuerza es una magnitud física de carácter vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto estático), modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles (efecto dinámico). En este sentido la fuerza puede definirse como toda acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo (imprimiéndole una aceleración que modifica el módulo o la dirección de su velocidad).
Comúnmente nos referimos a la fuerza aplicada sobre un objeto sin tener en cuenta al otro objeto u objetos con los que está interactuando y que experimentarán, a su vez, otras fuerzas.

Denominamos fuerza a toda acción capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo. Las fuerzas son magnitudes vectoriales y para definirlas es necesario determinar su punto de aplicación, dirección, sentido e intensidad.

La intensidad de una fuerza se mide con un dinamómetro.

El dinamómetro consta de un resorte, con uno de sus extremos fijo y el otro desplazable libremente que posee un indicador que marca sobre una escala el estiramiento (o deformación) provocado por la fuerza que se aplica en el extremo libre.

 

Dinamómetro

Unidades de fuerza

En el Sistema Internacional de Unidades (SI) y en el Cegesimal (cgs), el hecho de definir la fuerza a partir de la masa y la aceleración (magnitud en la que intervienen longitud y tiempo), conlleva a que la fuerza sea una magnitud derivada. Por en contrario, en el Sistema Técnico la fuerza es una Unidad Fundamental y a partir de ella se define la unidad de masa en este sistema, la unidad técnica de masa, abreviada u.t.m. (no tiene símbolo). Este hecho atiende a las evidencias que posee la física actual, expresado en el concepto de fuerzas fundamentales, y se ve reflejado en el Sistema Internacional de Unidades.

• Sistema Internacional de Unidades (SI)
  • newton (N)
• Sistema Técnico de Unidades
  • kilogramo-fuerza (kg_f) o kilopondio (kp)
• Sistema Cegesimal de Unidades
  • dina (dyn)
• Sistema anglosajón de unidades
  • Poundal
  • Libra fuerza (lb_f)
  • KIP (= 1000 lb_f)

Equivalencias

1 newton = 100 000 dinas

1 kilogramo-fuerza = 9,806 65 newtons

1 libra fuerza ≡ 4,448 222 newtons

Presión

La presión (símbolo p)es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie.

Definición
La presión es la magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie sobre la cual actúa, es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la superficie. Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme, la presión P viene dada de la siguiente forma:

La presión atmosférica media es de 101 325 pascales (101,3 kPa), a nivel del mar, donde 1 atm = 1,01325 bar = 101325 Pa = 1,033 kgf/cm² y 1 m.c.a = 9,81 kPa.

Presión absoluta y relativa. Vacío.

La presión atmosférica es la fuerza por unidad de área que ejerce el aire sobre la superficie terrestre.

Unidades de presión y sus factores de conversión
	Pascal	bar	N/mm²	kp/m²	kp/cm²	atm	Torr	PSI
1 Pa (N/m²)=	1	10−5	10−6	0,102	0,102×10−4	0,987×10−5	0,0075	0,000145
1 bar (10N/cm²) =	105	1	0,1	10200	1,02	0,987	750	14,5036
1 N/mm² =	106	10	1	1,02×105	10,2	9,87	7500	145,0536
1 kp/m² =	9,81	9,81×10−5	9,81×10−6	1	10−4	0,968×10−4	0,0736	0,001422
1 kp/cm² =	9,81x104	0,981	0,0981	10000	1	0,968	736	14,22094
1 atm (760 Torr) =	101325	1,01325	0,1013	10330	1,033	1	760	14,6948
1 Torr (mmHg) =	133,32	0,001333	1,3332×10−4	13,6	1,36x10−3	1,32x10−3	1	0,019336
1 PSI (libra / pulgada cuadrada) =	6894,7573	0,068948	0,006894	703,188	0,070319	0,068046	51,715	1

Compresímetro

MANÓMETRO 

Presión relativa es la presión por encima de la presión atmosférica, denominándose presión relativa, presión normal, o presión manométrica.

Consecuentemente, la presión absoluta es la presión atmosférica (Pa) más la presión manométrica (Pm) (presión que se mide con el manómetro).

Vacío es la presión de un gas por debajo de la presión atmosférica, por lo que el grado de vacío se incrementa en relación directa con la disminución de presión del gas residual. Esto significa que cuanto más se disminuya la presión, mayor vacío se obtendrá, lo que permite clasificar el grado de vacío en correspondencia con intervalos de presiones cada vez menores.

En la mayoría de las aplicaciones a bordo, la presión se mide no como la presión absoluta sino como la presión por encima de la presión atmosférica, o sea la presión relativa, presión normal, o presión manométrica.

VACUÓMETRO

MANOVACUÓMETRO

Leyes de Newton:
1º Ley: Principio de Inercia: Todo cuerpo tiende a permanecer en el estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme en que se encuentra, siempre que una fuerza extraña no modifique dicho estado.
2º Ley: Principio de masa: La aceleración adquirida por un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza aplicada e inversamente proporcional a la masa de aquél.
3º Ley: Principio de acción y de reacción: A toda fuerza (acción) ejercida por un cuerpo sobre otro, éste opone, sobre aquél otra fuerza de igual intensidad y sentido contrario (reacción).

F = m x a

Unidades:

N (newton) = kg m/seg²

Kg: kilogramo fuerza

1 Kg: 9,8 N

1 N: 0,102 kg

Trabajo: Cuando una fuerza aplicada a un cuerpo es capaz de moverlo, se dice que la fuerza realiza trabajo. El trabajo mecánico es el producto de la fuerza aplicada por la distancia recorrida en el mismo sentido que la fuerza.
Trabajo (L) = fuerza (F) x espacio recorrido (e)
Puede ocurrir que el espacio recorrido no tenga igual dirección que el de la fuerza aplicada, en este caso las direcciones del espacio recorrido y la fuerza aplicada determinan un ángulo.

Definimos trabajo como el producto de la intensidad de la fuerza aplicada por el espacio y por el coseno del ángulo que determina la dirección de la fuerza con la del espacio.

L = F e cos α

Unidades:

L = N x m = J (Joule)

L = kg x m = kgm (kilográmetro)

L = kw h = 367200 kgm

1 kgm = 9,8 J

Par motor

 Gráfico dinámico que muestra la relación entre fuerza (F), par motor (τ), momento lineal (p), momento angular (L) y posición (r) de una partícula en rotación.

El par motor o torque es el momento de fuerza que ejerce un motor sobre el eje de transmisión de potencia o, dicho de otro modo, la tendencia de una fuerza para girar un objeto alrededor de un eje, punto de apoyo, o de pivote. La potencia desarrollada por el par motor es proporcional a la velocidad angular del eje de transmisión, viniendo dada por:

${\displaystyle P=M\,\omega \,\!}$

donde:

• ${\displaystyle P\,\!}$ es la potencia (en W)
• ${\displaystyle M\,\!}$ es el par motor (en N·m)
• ${\displaystyle \omega \,\!}$ es la velocidad angular (en rad/s)

El par motor viene determinado en los motores de combustión interna alternativos, por la presión media efectiva de la expansión de los gases sobre la cabeza del pistón. Esta presión la define la masa de la mezcla combustible aire que se expande: cuanto mayor sea esta masa, a igual volumen de cilindro, más par. El control sobre esta masa de mezcla la tiene el mando del acelerador, que regula la entrada de más o menos combustible. Esto quiere decir que a un régimen de revoluciones determinado, el motor puede estar produciendo más o menos par.

 Potencia: Es el trabajo desarrollado en la unidad de tiempo.

Pot = L / t

Unidades: Pot = J / seg. = w (Watt)

Pot = kgm / seg.

Caballo vapor (CV): es la potencia desarrollada al efectuar el trabajo de 75 kgm en un segundo.

1 CV = 75 kgm / seg.

1 HP = 33000 lb pie / min.

1 HP = 1.014 CV                        1CV = 0,986 HP

1 w = 0,102 kgm/seg.                  1 Kw = 102 kgm/seg.

1 CV = 735 w = 0,735 Kw

Constitución básica de un "Freno de Prony"

Temperatura: es el número que representa el estado térmico de un cuerpo, tomando como referencia un estado térmico perfectamente definido.
El aparato para medir las temperaturas se denomina termómetro.
Los termómetros presentan una escala termométrica, las cuales son:
a) La escala centígrada o Celsius
b) La escala Fahrenheit

Conversión de grados centígrados a grados Fahrenheit y viceversa

                        (temp. ºF – 32 )

Temp. ºC = _________________

                                 1,8

           

temp. ºF =  temp. ºC x 1,8 + 32

INSTRUMENTOS DE MEDIDAS

METROLOGÍA
Es la ciencia que se ocupa del estudio de las unidades de medida, de la técnica de las mediciones y sus verificaciones

MEDIR
Es comparar un objeto con una unidad previamente establecida

UNIDAD DE MEDIDA
Son magnitudes fijas necesarias para comparar los resultados de las mediciones, la magnitud que se toma como referencia debe ser la misma y de valor constante.

PATRÓN DE MEDIDA
Es la representación física o materialización de la unidad de medida, debe ser lo menos variable posible.
Permiten controlar su trabajo en cuanto a dimensión, temperatura, volumen, precisión, peso, tiempo entre otras.

CAMPOS DE LA METROLOGÍA

• MEDICIÓN
• VERIFICACIÓN
• TRAZADO

MEDICIÓN

El resultado de medir se denomina valor de medicion o valor de medida, en la que la elección del instrumento de medición determinará el grado de precisión.

VERIFICACIÓN

• Comprobar cualidades que no pueden expresarse por valores de medición.
• Calidad del acabado de las superficies
• Características y estado físico del material del componente a medir
• La forma geométrica
• Dimensiones

TRAZADO:
El objetivo del trazado:consiste en marcar, sobre la superficie exterior de una pieza de metal, el contorno, las líneas que indican el limite de desbaste o bien los ejes de simetría. es previo al ajuste y mecanizado, se hace en piezas fundidas, forjadas o perfiles laminados. de su realización dependerá la exactitud de las demás fases.

UNIDADES FUNDAMENTALES S.I
LONGITUD
La unidad de longitud es el metro, en 1795 se definió como la cuarenta millonésima parte de la circunferencia de la tierra, en la actualidad está definido de manera más precisa en función de la longitud de onda producida por la radiación del átomo de Kriptón 86, en condiciones especiales.

MASA
La unidad de masa es el kilogramo, se debe tener en cuenta que el kilogramo es una unidad de masa y no de peso ni de fuerza. La unidad de masa original se llamaba el grave, definido como la masa de un litro de agua a la temperatura de congelación, casi igual a nuestro moderno kilogramo.
En 1875 la unidad de masa del sistema métrico se redefinió como el kilogramo y se fabricó un nuevo patrón.

TIEMPO
La unidad de tiempo establecida es el segundo, que corresponde a un numero determinado de periodos producto de la radiación del átomo de Cesio.

Esta definición fue adoptada en 1967 por la conferencia general de pesos y medidas reemplazando el concepto de fracción de día solar que correspondía mas a un concepto astronómico

CALIBRES PUENTES

 

CALIBRES PUENTES PARA INSPECCIONAR SOLDADURAS

INDICADORES DE DIAGRAMAS E INDICADORES VISUALES DE PRESIÓN PARA MOTORES DIESEL MARINOS

 

 

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FUENTES.

M.J.D.

• MAQ 305 MOTORES DIESEL CAPITULO 1 Introducción - Propósitos.
• MAQ 305 MOTORES DIESEL CAPITULO 2 Principios básicos.
• MAQ 305 MOTORES DIESEL CAPITULO 3 Instrumentos de medidas
• http://elmaquinante.blogspot.com.ar/2016/03/unidades-de-presion-y-sus-factores-de.html
• http://elmaquinante.blogspot.com.ar/2016/03/fuerza.html
• https://es.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Portada
• http://elmaquinante.blogspot.com.ar/2016/03/cau-mtd-efa-unidad-n-1-bases-de-fisica.html