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EJERCITO ARGENTINOEscuela Superior TcnicaGrl. Div. Manuel N. Savio

Mecanismos Hidrulicos y NeumticosCiclo Regenerativo

Alumnos: Perri, Estefana Paola Chiari, SantiagoProfesores: Ing. Monge Gustavo Prof. Rosso Emilio

IntroduccinPara el siguiente trabajo prctico se utilizaran conceptos de mecnica de fluidos, los cuales son:1. Balance de energa.2. Prdidas en conductos, tuberas, vlvulas.3. Calculo de presin. 4. Calculo de caudal.5. Calculo de velocidad.6. Comprensin y clculo de un circuito regenerativo.

1. Balance de energa

Utilizando conceptos anteriormente estudiados, como la ecuacin de Bernoulli : .= energa de presin.. = energa potencial o geodsica. = energa cintica o dinmica.

Prdidas Se dividen en dos grandes grupos prdidas continuas o mayores y prdidas locales o menores.

Prdidas continuas

f=factor de friccinL=longitud del conductoD=dimetro del conductoV=velocidadg=gravedad

Prdidas locales

2. Calculo de presin

F=fuerzaA=rea

3. Calculo de caudal

v: velocidad del fluido que atraviesa una seccin A

4. CIRCUITO REGENERATIVO

El propsito de un circuito regenerativo es incrementar la velocidad disminuyendo la fuerza de empuje. La regeneracin nunca puede ser lograda en un circuito en retroceso.

Los circuitos expuestos, son ejemplos de circuitos simples de regeneracin en los cuales se tiene una vlvula 4/2, la cual determina la circulacin del fluido. La bomba hidrulica proporciona caudal, el cual al cambiar de la posicin inicial a la vlvula, se obtiene la circulacin de fluido hacia el cilindro, en el cual mientras se produce la expansin, el fluido se reincorpora al conducto conectado a la bomba, obteniendo as un mayor caudal.Fuerza de empujeDebido a que la presin en dicho circuito es la misma de ambos lados del pistn, la fuerza resultante o la que se utiliza para el clculo es la diferencia entre las dos fuerzas que se oponen en ambas secciones, la cara ciega y la anular. Por lo tanto se tendr una fuerza igual a la presin por el rea del vstago.

Velocidad El valor de la velocidad se puede obtener a partir del caudal utilizando la ecuacin Q=V.A .Dado que el volumen de aceite contenido en la parte delantera del cilindro y desalojado por el piston en su carrera de avance se reincorpora al cilindro. La bomba solo tendr que proporcionar un caudal igual al volumen del vstago.Para el clculo de la velocidad de avance se divide el caudal por el volumen del vstago.

Entonces utilizamos el coeficiente BETA que representa la relacin entre reas:

Desarrollo analticoCiclo ConvencionalLos datos que pudimos medir, calcular u observar son los siguientes:Presin de la bomba : P=250psiPeso especfico del aceite2-2Ciclo Convencional (sin regeneracin de Energa)

Dimetro y rea de pistn2-121-211-1

Clculo de caudales0

=caudal de la bomba

Fuerza y presin de carga

Siendo:

Prdida de carga

Siendo:

Siendo:

Presin total necesaria para levantar la carga ()

Y la fuerza de empuje en el vstago:

Siendo:

La presin necesaria para el clculo de potencia es la de la bomba, la cual es calculada a partir de:

Por lo tanto la potencia es la siguiente:

Ciclo RegenerativoEnerga a reutilizar011-11-22-222-1

ACiclo con regeneracin de Energa

Como se ha mencionado anteriormente, el objetivo del circuito regenerativo es aprovechar la energa que genera la contrapresin proveniente de los accesorios y mangueras de la lnea 2 del circuito.Al utilizar un circuito regenerativo la presin que se opone al desplazamiento del mbolo aumenta. Presin en el mbolo

Siendo:

Debido al aumento de la contrapresin:

Balance de masa

Siendo:

Con esta ltima ecuacin raefirmamos el concepto de que el caudal de la bomba disminuye en un circuito regenerativo, mientras que hay un aumento de la presin.

Anlisis del NODO ALa presin de los distintos conductos concurrentes al mismo debern ser iguales para lograr una correcta circulacin al conducto de unin (hacia el punto 1-2). Para ello calcularemos dicha presin de la siguiente manera:

Denominamos a todas las nuevas variables del circuito regenerativo con el correspondiente primado para diferenciarlas del circuito convencional, ya que han cambiado su valor.La es la presin que debemos obtener para lograr la correcta conexin en el NODO A, regulando la vlvula de presin. es la nueva fuerza de oposicion en el circuito regenerativo, diferente a la del circuito convencional.

Finalmente la potencia del circuito regenerativo viene dada por la siguiente ecuacin:

La disminucin del caudal debe ser mayor que el aumento de presin para que el circuito regenerativo tenga mayor rendimiento que el convencional.