proyecto de una compuerta taintor
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FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE MECÁNICA ELÉCTRICA
MECÁNICA DE FLUIDOS
TEMA:
DISEÑO DE UNA COMPUERTA TIPO TAINTOR PARA REGULACION DE CAUDAL
AUTORES:
FLOREZ ANTICONA, IVAN ELIZABETHGUEVARA ROMERO, ALFONSO JHAVIER.
ASESOR: Ms. Ing. Julca Verástegui, Luis Alberto
TRUJILLO - PERÚ
2014
Resumen I. Generalidades:
1.1. Introducción. Importancia y/o Justificación.
1.2. Objetivos del proyecto:
a) Diseñar una compuerta con las respectivas dimensiones dadas por el docente, considerando material, estructuras metálicas y otros accesorios.
b) Calcular el peso y centro de gravedad de la compuerta.c) Calcular las fuerzas horizontal y vertical del agua sobre la compuerta y sus
líneas de acción y el punto sobre la compuerta que intersecta la fuerza resultante.
d) Calcular el torque necesario “T” en la articulación de la compuerta si es que se accionaría por un motor para abrirla.
e) Calcular la fuerza necesaria F en el extremo superior si es que se tuviera que izar la compuerta con cables para abrirla.
f) Evaluarlos resultados de los ítems c y d para varias alturas del nivel de agua.
II. Desarrollo de la solución del problema
2.1. Observaciones y/o hipótesis:Hipótesis:
Densidad constante Fluido estático: a⃗=0 ρH 2O ,10C ,1atm=999.77Kg /m
3
g=9.80665m /s2
2.2. Descripción procedimental:
Esquema grafico de la compuerta, para un ancho de 20 metros.
a) Calculo de las fuerzas horizontal y vertical del agua sobre la compuerta y sus líneas de acción y el punto sobre la compuerta que intersecta la fuerza resultante.
Calculando el volumen y peso del agua que actúa en la compuerta:
V=20(1.755 x45+ 64∗0.68062
−6.2449∗52
)
V=1702.895m3
P=Fv=999.77∗9.80665∗1702.895
P=Fv=16.695854MN
Calculando la fuerza horizontal y sus coordenadas:hc=45+2,5=47.5
Fh=999.77 x 9.80665 x20 x 47.5
Fh=9.31417MN
F R=19.1181MN
Hp=47.5+ 2.52
12 x 47.5m
Hp=47.5109m
b) Calculo del peso y centro de masa de la compuerta.
Por el poco tiempo requerido se estimó utilizar un software para el cálculo de la masa y el centro de masa de la compuerta
peso=270198.55 x 9.80665 Npeso=2.649M N
Centro de masa:
c) Calculo de la fuerza necesaria F en el extremo superior si es que se tuviera que izar la compuerta con cables para abrirla y del troque respecto al eje.
∑Mo=2.649 x 6.63−Fx8−16.6958 x7.5957+9.31 x2.51=0F=−10.72MN
F=10.72MN haciaabaj o
La compuerta posee sistemas hidráulicos donde cada uno soporta una fuerza de 2.682 MN
Y el torque necesario: T=F .d=−10.72 x 8MN m
T=F .d=−85.82MN m
T=F .d=10.72 x8MN m
III. Resultados del análisis y simulación:
Información de modelo
Nombre del modelo: ensamble de tablero y brazos
SólidosNombre de documento y
referencia Tratado como Propiedades volumétricas Fecha de modificación
Sólido
Masa: 270198.55 kgVolumen:34.533 m^3
Densidad:8000 kg/m^3Peso:2.70738e+006 N
May 02 02:59:49 2014
UnidadesSistema de unidades: Métrico (MKS)Longitud/Desplazamiento mmTemperatura KelvinVelocidad angular Rad/segPresión/Tensión N/m^2
Propiedades de materialReferencia de modelo Propiedades Componentes
Nombre: AISI 304Tipo de modelo: Isotrópico elástico lineal
Límite elástico: 2.06807e+008 N/m^2Límite de tracción: 5.17017e+008 N/m^2
Módulo elástico: 1.9e+011 N/m^2Coeficiente de Poisson: 0.29
Densidad: 8000 kg/m^3Módulo cortante: 7.5e+010 N/m^2
Coeficiente de dilatación térmica:
1.8e-005 /Kelvin
Tablero y brazos
Datos de curva:N/A
Cargas y sujecionesNombre de
sujeción Imagen de sujeción Detalles de sujeción
Fijo-1
Entidades: 4 cara(s)Tipo: Geometría fija
Fuerzas resultantesComponentes X Y Z Resultante
Fuerza de reacción(N) -1.45855e+007 -5.11853e+006 74.8125 1.54576e+007Momento de reacción(N-m) 0 0 0 0
Nombre de carga Cargar imagen Detalles de carga
Presión-1
Entidades: 1 cara(s)Tipo: Normal a cara seleccionada
Valor: 144037Unidades: N/m^2
Fuerzas resultantes
Fuerzas de reacciónConjunto de selecciones Unidades Suma X Suma Y Suma Z Resultante
Todo el modelo N -1.45855e+007 -5.11853e+006 74.8125 1.54576e+007
Momentos de reacciónConjunto de selecciones Unidades Suma X Suma Y Suma Z Resultante
Todo el modelo N-m 0 0 0 0
Resultados del estudio
Nombre Tipo Mín. Máx.Tensiones1 VON: Tensión de von Mises 106365 N/m^2
Nodo: 235741.03918e+008 N/m^2Nodo: 82790
completo-Estudio 2-Tensiones-Tensiones1
Nombre Tipo Mín. Máx.Desplazamientos1 URES: Desplazamiento resultante 0 mm
Nodo: 228.63344 mmNodo: 6887
Nombre Tipo Mín. Máx.
completo-Estudio 2-Desplazamientos-Desplazamientos1
Nombre Tipo Mín. Máx.Deformaciones unitarias1 ESTRN: Deformación unitaria
equivalente4.8211e-007Elemento: 25691
0.000358738Elemento: 18595
Nombre Tipo Mín. Máx.
completo-Estudio 2-Deformaciones unitarias-Deformaciones unitarias1
Nombre TipoDesplazamientos1{1} Forma deformada
Nombre Tipocompleto-Estudio 2-Desplazamientos-Desplazamientos1{1}
Nombre Tipo Mín. Máx.Factor de seguridad1 Automático 1.9901
Nodo: 827901944.32Nodo: 23574
Nombre Tipo Mín. Máx.completo-Estudio 2-Factor de seguridad-Factor de seguridad1
Nombre Tipo Mín. Máx.Factor de seguridad2 Automático 1.9901
Nodo: 827901944.32Nodo: 23574
completo-Estudio 2-Factor de seguridad-Factor de seguridad2
IV. Discusión de Resultados:
V. Conclusiones y Sugerencias.
Se concluye que la estructura no falla, por que posee un factor de seguridad de 1.9VI. Bibliografía.