chacal calor
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8. En las minas subterráneas se presenta el problema de la circulación de aire.
Investigue que sistemas usan y con principios físicos se desarrollan
Ventilación de minas
La ventilación en una mina subterránea es el proceso mediante el cual se hace circular
por el interior de la misma el aire necesario para asegurar una atmósfera respirable y
segura para el desarrollo de los trabajos.
La ventilación se realiza estableciendo un circuito para la circulación del aire a través
de todas las labores. Para ello es indispensable que la mina tenga dos labores de
acceso independientes: dos pozos, dos socavones, un pozo y un socavón, etc.
En las labores que sólo tienen un acceso (por ejemplo, una galería en avance) es
necesario ventilar con ayuda de una tubería. La tubería se coloca entre la entrada a la
labor y el final de la labor. Esta ventilación se conoce como secundaria, en oposición a
la que recorre toda la mina que se conoce como principal
Necesidad de la ventilación
La ventilación en una mina subterránea es el proceso mediante el cual se hace circular
por el interior de la misma el aire necesario para asegurar una atmósfera respirable y
segura para el desarrollo de los trabajos.
La ventilación se realiza estableciendo un circuito para la circulación del aire a través
de todas las labores. Para ello es indispensable que la mina tenga dos labores de
acceso independientes: dos pozos, dos socavones, un pozo y un socavón, etc.
En las labores que sólo tienen un acceso (por ejemplo, una galería en avance) es
necesario ventilar con ayuda de una tubería. La tubería se coloca entre la entrada a la
labor y el final de la labor. Esta ventilación se conoce como secundaria, en oposición a
la que recorre toda la mina que se conoce como principal
Ventilación
Los ventiladores son los responsables del movimiento del aire, tanto en la
ventilación principal como en la secundaria. Generalmente los ventiladores principales
se colocan en el exterior de la mina, en la superficie.
Los tipos de ventiladores utilizados son:
Axiales o de hélice
Radiales o centrífugos
Tipos de ventilación
La ventilación de una mina puede ser soplante o aspirante. En la soplante el ventilador
impulsa el aire al interior de la mina o de la tubería. En el caso de aspirante el
ventilador succiona el aire del interior de la mina (o la tubería) y lo expulsa al exterior.
En Europa los más habitual es que la ventilación principal sea aspirante. El aire limpio
entra por una (o varias) de las entradas de la mina y el aire viciado tras recorrer la
mina es aspirado por el ventilador principal
9 Se sabe que el sol está constituido por diversos gases, investigue usted
cómo ocurre el transporte de energía a través de él.
Para entender cómo funciona nuestro Sol, ayuda imaginar al interior del Sol formado
por diferentes capas, una dentro de la otra.
Distinguimos las siguientes capas:
El núcleo: es la zona del Sol donde se genera la energía del Sol, que se produce por la
fusión nuclear de 4 átomos de Hidrógeno que dan lugar a un átomo de Helio. Esta
fusión se produce debido a la alta temperatura reinante en esa zona. La energía
generada es llevada a la superficie del Sol, a través de un proceso conocido como
convección, donde se liberan luz y calor. Esta energía generada en el centro del Sol
tarda un millón de años en alcanzar la superficie solar. En el proceso se liberan unos 5
millones de toneladas de energía pura.
Zona Radiativa: Esta zona se encuentra inmediatamente sobre el núcleo. El transporte
de energía se realiza a través de los fotones que son constantemente absorbidos y
reemitidos continuamente hacia otras direcciones en su viaje hacia la superficie.
Debido a que estos fotones son absorbidos continuamente y reemitidos en otra
dirección distinta a la que tenían, el viaje puede durar alrededor de unos 500.000 años
para cada partícula .
Zona Convectiva: Esta zona se encuentra más cerca de la superficie, y ocupa el último
tercio del radio solar. Allí la energía es transportada por la mezcla turbulenta de gases,
o sea por convección, es decir columnas de gas caliente que suben a la superficie. La
fotosfera es la superficie superior de la zona de convección. Se pueden ver pruebas de
la turbulencia en la zona de convección observando la fotosfera y la atmósfera situada
encima de ella.
Fotosfera: es una capa delgada, de unos 300 Km, que es la parte del Sol que nosotros
vemos, la superficie. Desde aquí se irradia luz y calor al espacio. La temperatura es de
unos 6.000°C. Las partículas turbulentas confieren a la fotosfera le un aspecto
irregular y heterogéneo. Se observa una granulación solar.
Cromósfera: Esta capa sólo puede ser vista cuando se tapa el disco solar como ocurre
en los eclipses totales de Sol. Es de color rojizo, de densidad muy baja, de
temperatura cercana a los 30.000ºC y campos magnéticos intensos.
Corona: Esta capa es de gran extensión ya que se observa a varios radios solares
desde el disco y es visible durante un eclipse total o con el coronógrafo. El aspecto de
esta capa se debe al campo magnético presente en ella. La mayor parte de la corona
se compone de grandes arcos de gas caliente. A uno o dos radios solares desde la
superficie del Sol, el campo magnético de la corona tiene la fuerza suficiente para
retener el material gaseoso y caliente de la corona en grandes circuitos. Cuanto más
lejos está del Sol, el campo magnético es más débil y el gas de la corona puede
arrojar literalmente el campo magnético al espacio exterior. Cuando sucede esto, la
materia recorre grandes distancias a lo largo del campo magnético. El flujo constante
del material arrojado desde la corona es conocido como viento solar y suele llegar de
las regiones denominadas agujeros de la corona. Allí, el gas es más frío y menos
denso que en el resto de la corona, produciendo una menor radiación. El viento solar
provoca alteraciones que se pueden detectar desde el campo magnético de la Tierra.
4 indique el tiempo que demoro en recorrer el intervalo 80 ºC-85 ºC. revise el caso
registrado entre 50 ºC y 55 ºC
Análisis del intervalo de 80ºC-85ºC
t
(min) 14 14.5 15 15.5 16 16.5 17
T (ºC) 79 81 83 84 85.5 87 88.5
El tiempo recorrido es de 2 minutos
Análisis del intervalo de 50 ºC-55ºC
t
(min) 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9
T (ºC) 48 51 53.5 55.5 57.5 60 62
El tiempo recorrido es de 1 minuto
6 investigue sobre la convección forzada de ejemplos de aplicación
La convección forzada tiene lugar cuando una fuerza motriz exterior mueve un fluido sobre una superficie que se encuentra a una temperatura mayor o menor que la del fluido. Esa fuerza motriz exterior puede ser un ventilador, una bomba, el viento, etc. Como la velocidad del fluido en la convección forzada es mayor que en la convección natural, se transfiere, por lo tanto, una mayor cantidad de calor para una determinada temperatura.
.
3 Para el caso de agua, aproximadamente a partir de 75°C, la gráfica de temperatura versus tiempo deja de tener comportamiento lineal. ¿Por
qué?
la temperatura apartir de 75 grados deja de tener un comportamineto lineal ya que a esa temperatura las molecuas de agua adquieren energia, esto hace que las moleculas choquen entre ellas produciendo mas calor.
7. Los motores automotrices no pueden refrigerarse por si solos, ¿Qué sistemas usan
y
que principio de propagación usan para disipar la energía calorífica?
Existen diferentes denominaciones que hacen referencia al sistema principal aunque
en realidad en todo motor participan, en diferente medida, varios sistemas
simultáneamente. Estos serían los principales:
Por agua (por termosifón o por circulación forzada), por aire (el de la marcha o forzado
con ventilador), mixta y por aceite.
Por agua[editar]
En realidad lo que llamamos refrigeración por agua son los sistemas que usan un
líquido diferente del aceite como refrigerante principal. Lo más usual es una mezcla de
etilenglicol y agua en diferentes proporciones según la temperatura ambiente.
Circulación por termosifón[editar]
Su funcionamiento está basado en la diferencia de densidad existente, entre el
refrigerante caliente que está en el bloque y la culata, y el agua fría que se encuentra
en el radiador. Para esto se requiere poca resistencia a la circulación del refrigerante.
El depósito superior debe ser de gran capacidad para evitar que el nivel del líquido en
caso de evaporación no descienda por debajo del nivel del orificio de llegada
al radiador. Este sistema ya no se utiliza debido a las restricciones de capacidad
térmica, posicionamiento y volumen.
Circulación forzada[editar]
Es el más empleado. La circulación del refrigerante, es impulsada a través de
una bomba centrífuga, pasa por los cilindros del bloque motor, luego por la culata, y
finalmente por el radiador, donde tiene lugar el enfriamiento. Al circular el refrigerante
por el panel del radiador, intercambia el calor con el aire de la marcha, o forzado por
un ventilador. El líquido refrigerado regresa al motor donde comienza nuevamente el
ciclo. La bomba es accionada generalmente mediante correas y poleas, que, en
algunos casos, también hacen girar el ventilador. En los sistemas más modernos, el
ventilador es movido por un motor eléctrico comandado por un termocontacto, y entra
en funcionamiento sólo cuando la temperatura del líquido lo requiere. El sistema
consta de un deposito que sirve para almacenar el refrigerante y como eventual vaso
de expansión. También es habitual encontrar un circuito paralelo utilizado para la
calefacción del vehículo.
Ventajas e inconvenientes de la refrigeración por agua[editar]
Las ventajas de la refrigeración por agua son: Excelente regulación de la temperatura,
refrigeración homogénea, motor más silencioso, menor consumo de energía.
Las desventajas son: Mayor peso del motor y aumento en su complejidad. Mayor
mantenimiento y mayor coste. En caso de perdida de líquido refrigerante se puede
destruir el motor si no se detiene a tiempo.
Elementos constitutivos del sistema de refrigeración por agua[editar]
Radiador
Situado generalmente en la parte delantera del vehículo, de forma que reciba
directamente el paso de aire a través de sus paneles y aletas refrigerantes durante el
desplazamiento del mismo y donde se enfría el agua procedente del motor.
Este elemento esta formado por dos depósitos, uno superior y otro inferior, unidos
entre si por una serie de tubos finos rodeados por numerosas aletas de refrigeración, o
por una serie de paletas en forma de nidos de abeja que aumentan la superficie
radiante de calor. Tanto los tubos y aletas como los paneles se fabrican en aleación
ligera generalmente de latón, facilitando, con su mayor conductibilidad térmica, la
rápida evacuación de calor a la atmósfera.
El depósito superior lleva una boca de entrada lateral que se comunica por medio de
un manguito de goma con la salida de agua caliente de la culata o tapa de cilindros.
En el depósito inferior va instalada la boca de salida del agua refrigerada, unida por
otro manguito de goma a la entrada de la bomba.
Diseños más utilizados
Nido de abejas: El agua circula por la parte externa, y el aire por el interior de los
orificios. Alto costo de fabricación.
De laminillas: Muy poco utilizado debido a su fragilidad
De tubos y aletas: El agua circula por el interior de los tubos, estos se encuentran
soldados en su periferia con láminas, siendo ambos barridos por la corriente de
aire. Es el más utilizado actualmente.
La tapa del radiador o tapa presostática tiene como función el cierre del tanque
superior, y al mismo tiempo limita la presión de trabajo del circuito mediante
una válvula, con lo cual se logran circuitos presurizados, aumentando la temperatura
de régimen sin que se produzca la ebullición del agua.
Bomba centrífuga
Se halla instalada en el bloque del motor y es movida directamente por la polea
del cigüeñal, a través de una transmisión por correa trapezoidal. Dicha bomba aspira
el agua del radiador y la hace circular por el interior del bloque y la culata para
refrigerar los cilindros y la cámara de combustión.
La bomba está formadas por una carcasa de aleación ligera o de fundición (en los
motores más antiguos), unida al bloque del motor con interposición de una junta de
cartón amianto para hacer estanca la unión. En el interior de la misma se mueve
una turbina de aletas unida al árbol de mando de la bomba, el cual se apoya sobre la
carcasa por medio de uno o dos cojinetes de bolas, con un reten acoplado al árbol
para evitar fugas de agua a través del mismo. En el otro extremo del árbol va montado
un cubo al cual se une la polea de mando, y el ventilador.
Ventilador[
Ventilador del sistema de refrigeración de un motor de combustión interna.
Adosado generalmente a la polea de la bomba, que activa el paso de aire a través del
radiador. El rotor tiene cuatro o seis aspas inclinadas convenientemente para la
aspiración del aire y esta fabricado en chapa o plástico duro. En muchos diseños el
ventilador es movido por un motor eléctrico. Éste motor es comandando por un
termostato que se encuentra en el bloque de cilindro o en la culata en contacto con el
agua, de tal manera que al alcanzar ésta un temperatura determinada, cierra el circuito
eléctrico poniendo en marcha el motor y el ventilador.
La válvula termostática cumple la función de limitar el pasaje del agua desde el motor
hacia el radiador, en función de la temperatura del mismo. Lo que significa que si la
temperatura del motor no supera la temperatura de régimen permanece cerrada,
recirculando el agua solamente por el motor, de superar la temperatura de régimen la
válvula abre y permite la circulación del agua a través del radiador. Su construcción
esta basada en elementos deformables en función de la temperatura de régimen.
Motor de aviación Bristol Jupiter, enfriado por aire. Son claramente visibles las aletas
de refrigeración de los cilindros, utilizadas para aumentar la superficie de disipación.
Se pueden utilizar termostatos de fuelle o termostatos de cera, los cuales ambos
funcionan por el principio de dilatación o contracción a diversas temperaturas, para la
apertura o cierre de la válvula. Actualmente se utilizan válvulas con cápsula de resina.
El líquido refrigerante se utiliza para evitar incrustaciones debido
a bicarbonatos y silicatos, el líquido deberá ser agua pura. A su vez, se agregan
inhibidores para evitar el efecto oxidante y a efectos de disminuir el punto de
congelamiento, para este último punto se agrega alcohol o glicerina, llegando a
temperaturas de –9 C a –23 C.