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Ejercicio reemplazo de rodillos en paneles solares


Enviado por   •  27 de Mayo de 2020  •  Prácticas o problemas  •  439 Palabras (2 Páginas)  •  126 Visitas

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Proyecto reemplazo de ejes en una granja de paneles solares

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Estudiante: Rafael Zumárraga

Materia: diseño de elementos de maquinas

Docente: Ing Jaime Molina

Resumen:

En una instalación solar se necesitan utilizar unos redondos de acero (eje de acero) de alta resistencia, de 36 mm de diámetro, que deben soportar una tensión máxima de 700 MPa. La instalación está sometida a ciclos térmicos que origina en el acero aumentos de temperatura de 40°C, pudiendo considerarse que durante dichos aumentos los redondos (ejes) permanecen anclados entre dos puntos fijos. El material tiene un límite elástico de 1000 MPa y una resistencia a tracción de 1250 MPa. Debemos decidir si el eje de acero debe ser rechazado o no teniendo en cuenta que la vida requerida para la instalación solar es de 200000 ciclos.

Datos: Módulo de elasticidad del acero: 210 GPa, Coeficiente de Poisson: 1/3, Coeficiente de dilatación térmica: 10-5oC-1, Factor de intensidad de tensiones Ki=1.12σ (πa)1/2, Constantes de la ley de Paris m=3,4, C=1.2 10-12 (ciclo, m, MPa)

En un ensayo de control un redondo rompe a 900 MPa, comprobándose la existencia de una fisura de 2 mm de profundidad. Además se realiza una inspección por ultrasonidos de toda la partida de acero y se detectan grietas de hasta 2,5 mm de profundidad. 

Introducción:

Objetivo:

  • Determinar si el diámetro de eje cumple con el requerimiento de numero de ciclos para poder operar en una granja de paneles solares.
  • Mediante cálculo de concentrador de tensiones, el aumento de longitud por temperatura y a ley de Paris.
  • Para comprobar si el eje que nos proporciona un posible proveedor va a ser la solución que requerimos.

Desarrollo:

Datos:

  • Primero anotamos todos los datos conocidos

Instalación solar

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Ensayos de laboratorio: 

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E = 210GPa

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Proceso:

  • Con la medida de 2mm sacamos el valor de kic luego reemplazamos de la tension máxima para sacar el valor final de la grieta ya que conocemos el inicial como dato

Ensayos de laboratorio: 

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Instalación solar

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=*[pic 25][pic 26][pic 27]

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  • Luego usamos la formula de aumento de longitud, despejamos y reemplazamos una resta entre la tensión máxima y mínima.

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  • Finalmente aplicamos la ley de Paris, despejamos reemplazamos los valores que obtuvimos antes y resolvemos.  

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Resultados:

Los ejes cumplen con las necesidades de la vida útil requerida por lo tanto son validos.

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