en este post coy a hacer un repasito de las formas que existen o existieron (algunas ya no se usan) de medir cuantos burritos tenemos bajo la derecha.
1 Freno Prony:
Este es sin duda el sistema más simple para medir potencia, aunque posee importantes limitaciones.
Definimos trabajo como el producto de la fuerza por la distancia, en este caso la fuerza será la de fricción y la distancia el perímetro del tambor.
Así
Trabajo=2 x p x r x f
El momento externo del freno (fuerza P medida con la báscula por la longitud del brazo ( R ) ) debe equiparar el momento que genera el motor, este se calcula dividiendo el trabajo del mismo ( igual al de la fuerza de roce) por 2p, o sea:
r x f = P x R
Si volvemos a remplazar en el trabajo:
Trabajo = 2 x p x P x R
Y si el motor gira a N rpm
Trabajo por minuto = 2 x p x P x R x N
Dependiendo de las unidades en que se definan todas las magnitudes del sistema será el resultado, si queremos el brazo en metros, la fuerza en kilogramos y la velocidad en rpm, para obtener Hp debemos operar con la conocida formula
Pot (hp) = P(kg)*R (m)* rpm / 716.2
Si nos fijamos con atención podemos observar que el producto P x R no es otra cosa que el torque que le aplica el freno al motor, el cual por acción y reacción, no es otro que el par motor o cupla motriz.
Así vemos como se obtiene con un freno y un brazo de palanca los valores de potencia y torque para un motor dado.
El freno de Prony es de simple funcionamiento, económico y fácil de construir.
Como contrapartida tiene serios inconvenientes:
Es difícil mantener una carga constante
Actúa con carga fija sobre el motor, por lo que no compensa cargas variables del motor a ensayar. O sea si se le da al freno una carga tal que tienda a frenar el motor, la misma no se podrá ajustar hasta finalizar el ensayo.
La energía de la maquina motriz se disipa eventualmente como calor, por lo que es muy difícil la refrigeración del sistema
Altos desgastes de la banda de fricción.
La cosa es que si en vez de frenar con un prony frenamos con CUALQUIER COSA si hacemos las mismas cuentas tenemos igual resultado. De ahi surgen estos tipos de freno:
Frenos que utilizan una bomba con restricción en la salidaEn este tipo de frenos, la bomba es utilizada de forma tal que restringiendo la salida, la misma opone cada vez mas resistencia al motor, cabe acotar que este tipo de sistema requiere de una bomba de desplazamiento positivo ( tipo de engranajes), dado que en una bomba centrifuga común, la restricción de la salida no ocasiona este efecto.
Existen 2 formas de medir el torque utilizando este sistema, la
primera consiste en medir la presión en la salida, y con las características de la bomba, se sabe que potencia se le esta aplicando. De más esta decir lo complicado y poco fiable de este método.
La segunda alternativa consiste en montarla sobre cojinetes, y con un brazo de palanca, medir el par resistente, mediante una balanza o celda de carga.
En ambos casos existe un tanque para recircular el fluido, y si el caso lo requiere, radiadores o torres de enfriamiento.
El fluido mas comúnmente utilizado es el agua, dado que es la alternativa más económica, fácil de manipular y tiene buena capacidad de extracción el calor de la bomba. Sin embargo en ciertas ocasiones se utiliza aceite, que dada su mayor viscosidad hace que una misma bomba oponga mayor resistencia.
Frenos hidráulicos con regulación del caudal de entradaEstos son los que todos conocemos...
En este caso el freno se compone de un rotor y un estator, y el principio de funcionamiento se basa en la entrada de agua al estator. A través de orificios que este posee pasa a las cavidades del rotor.
Debido a la fuerza centrifuga, el agua que entra al rotor se proyecta hacia cavidades del estator, produciéndose un movimiento turbulento, hasta que esta agua es recogida en un anillo en la periferia desde donde es sacada al exterior.
El acople y la absorción de cupla es suave y crece con el cubo de la velocidad de rotación, lo cual hace de este tipo de freno muy adecuado para ensayos de motores a explosión.
En este tipo de frenos es de vital importancia evitar la cavitación y evaporación por exceso de temperatura, las cuales afectan notoriamente la capacidad de absorción. Es por ello que la mayoría de estos equipos cuentan con enfriadores del fluido, o bien grandes reservorios.
La carga al motor se varia mediante la regulación del caudal de fluido (generalmente agua) que entra al freno, por lo cual muchos de estos vienen equipados con bombas para independizarse de la presión de red, o bien para evitar la utilización de reservorios elevados.
La adquisición de datos puede ser electrónica (celdas de carga en el brazo), o bien analógica, la cual ha caído ya en desuso (la tipica balanza)
Espero que les sirva de algo. Mas adelante les posteo sobre los inerciales (mis favoritos)
