Chuletas y apuntes de Tecnología Industrial de Universidad

Conceptos Fundamentales de Termodinámica

Definiciones Básicas

• Sistema: Región del espacio objeto de estudio, limitada por fronteras (superficies reales o ficticias) a través de las cuales puede interactuar. Todo lo externo al sistema se considera el entorno o ambiente.
• Estado: Condición en la que se encuentra un sistema, definida por sus propiedades termodinámicas (también llamadas variables de estado).
• Proceso: Es una transformación que lleva al sistema de un estado inicial a un estado final.
• Ciclo: Es una secuencia de procesos que comienza y termina en el mismo estado.
• Propiedad: Características macroscópicas observables o medibles de un sistema, como la masa, volumen, energía, presión y temperatura. Sirven para describir el estado

Comportamiento Mecánico de Materiales: Deformación y Fallas

Comportamiento en el Ensayo de Tracción

Al someter un material a un esfuerzo de tracción, se observan diferentes zonas de comportamiento:

• Zona AB: La deformación o ensanchamiento es permanente debido a la fuerza aplicada.
• Zona BC: El aplastamiento continúa aumentando la carga. Si el material es frágil, se forman grietas o roturas. Si el material es dúctil, se produce un aplastamiento sin roturas.

Tipos de Deformación

Además de la tracción, existen otros modos de aplicar esfuerzo:

3) Flexión

Es el fenómeno que ocurre cuando al doblar el material, este no vuelve a su estado inicial (si se refiere a deformación plástica) o sí lo hace (si se mantiene en el rango elástico).

4) Ensayo

Procesos de Conformado por Deformación

El conformado por deformación es un conjunto de procesos que modifican la forma de un material mediante la aplicación de fuerzas, sin que haya pérdida significativa de material.

Ventajas Generales

• No hay desperdicios de material.
• Aumenta la resistencia mecánica del producto.

Trabajo en Frío

Se realiza a temperatura ambiente o por debajo de la temperatura de recristalización. Genera una alta resistencia a la deformación.

• Mejor precisión dimensional.
• Endurecimiento por deformación.
• Orientación de granos según el interés.
• Ahorro de energía (E) en el proceso.

Trabajo en Templado

Se realiza a una temperatura (Ta) menor que la temperatura de recristalización.

• Fuerzas (F) más bajas que en frío.
• Permite geometrías

Aluminio: Usos y Propiedades

El aluminio, en polvo, se utiliza en pinturas para la protección de metales. Es fundamental en la preparación de aleaciones, combinándose con otros metales para formar materiales como el duraluminio, ampliamente utilizado en aeronáutica debido a su ligereza y gran resistencia.

Aluminotermia

La aluminotermia es un procedimiento de extracción de metales que reduce sus óxidos mediante el uso de aluminio en polvo. Este proceso ha permitido obtener metales como cromo, manganeso y molibdeno.

Sales de Aluminio

Las sales de aluminio, como el alumbre (sales dobles), son importantes en diversas industrias.

Obtención del Aluminio

El aluminio no se encuentra libre en la corteza terrestre. Se extrae principalmente mediante el... Continuar leyendo "Aluminio, Bronce, Polímeros y Cerámicos: Materiales Industriales Clave" »

Gestión Térmica de Motores de Combustión Interna (MCIA)

Influencia de la Temperatura en el Consumo y las Emisiones

La temperatura tiene una influencia directa en la combustión de la mezcla aire-combustible. Para lograr una combustión perfecta, es fundamental mantener una temperatura óptima y una relación de mezcla adecuada.

Características y Estrategias de Gestión Térmica

Los MCIA están diseñados para minimizar el desperdicio de energía. Aproximadamente el 90% de la energía química del combustible se distribuye en:

• Potencia efectiva.
• Calor cedido al sistema de refrigeración.
• Energía de los gases de escape.

El objetivo principal de la gestión térmica es mejorar el rendimiento, reducir el consumo de combustible y disminuir las emisiones

Concentración de Minerales

Introducción

La concentración de minerales es una operación que consiste en separar el material útil con el fin de tener un producto de mayor ley, libre de impurezas y gangas. Es una operación de tipo físico y no químico, es decir, "no sufre cambios en su estructura química". El producto que cumple con las restricciones técnicas y económicas se le denomina "concentrado", mientras que el material inerte "ganga" se le denomina "cola o relave". Cabe mencionar que si el material de alimentación contiene dos o más especies que sean útiles pueden obtenerse los correspondientes concentrados.

Propiedades Utilizadas en la Concentración de Minerales

La concentración de minerales se basa en la explotación de diferentes... Continuar leyendo "Concentración de Minerales: Técnicas y Procesos" »

Pérdida de Carga en Instalaciones de Fontanería

Es la energía que se pierde en las tuberías por efecto del rozamiento del agua. La pérdida de carga máxima permitida en una instalación es de 10 mm de columna de agua por metro de tubería. Depende de los siguientes factores:

Factores que Influyen en la Pérdida de Carga

• Material de la Tubería: Tienen diferentes coeficientes de rozamiento; los plásticos son los que mejor se comportan frente al rozamiento.
• Diámetro de las Tuberías: Es inversamente proporcional a la velocidad, es decir, a menor diámetro, mayor velocidad y mayor rozamiento. Esto produce más ruido y menos presión.
• Longitud de la Tubería: Cuanto mayor es la longitud, mayor es el rozamiento.
• Elementos de las Instalaciones que

Introducción a la Electrostática Experimental

Guía de Laboratorio 1: Fundamentos y Aplicaciones

Objetivos del Taller:

• Cargar un cuerpo o material inicialmente neutro mediante distintos métodos, indicando en cada caso el tipo de carga adquirida.
• Utilizar un generador de alta tensión (máquina de Wimshurst) para realizar experimentos demostrativos de electrostática.

Cuestionario y Observaciones Experimentales

1. Descripción de la interacción entre varillas cargadas:

Describa lo que observa al frotar una varilla de plástico con piel y acercarla a una varilla cargada que ha sido frotada con seda y está ubicada en un soporte.

Respuesta: La varilla del soporte (varilla frotada con seda) es atraída por la varilla de plástico frotada con piel,... Continuar leyendo "Exploración de Fenómenos Electrostáticos: Carga Eléctrica y Máquina de Wimshurst en Laboratorio" »

A continuación, se presenta información relevante sobre los aceros, sus propiedades, tratamientos térmicos y aplicaciones industriales:

• Aceros de bajo contenido de carbono se utilizan para alambres de cierres, automóviles, pernos y tornillos.
• HSLA: Aceros de baja aleación y alta resistencia, sobre 276MPa. Se usan para construcción de alta tensión, automóviles (carrocería) y náuticos.
• SAE 1038: Acero al C con 0,38% de este. SAE 2025: Acero al Ni con 0,25% de C.
• 2xxx: Ni, 5xxx: Cr, 6xxx: Cr_V.
• Acero con alto rango de elasticidad y sometido a fatiga: acero de baja aleación con V, Cr y Ni.
• Acero que soporte T de trabajo de 600°C: acero de baja aleación con Mb, Cr y Ni.
• Materiales refractarios que soportan altas T, los metales son Tungsteno,

Conducción de Calor a Través de un Cilindro de Capa Única

A partir de esta ecuación, se deduce la siguiente:

Las condiciones de contorno son:

• r = r₁ → t = t₁
• r = r₂ → t = t₂

Buscamos una función de temperatura t = f(r). La ecuación general es t = B · ln(r) + C.

Aplicando las condiciones de contorno, obtenemos:

t₁ = B · ln(r₁) + C
t₂ = B · ln(r₂) + C

Donde A_r representa el área media.

Sustituyendo la expresión de t [t = B · ln(r) + C] en la ecuación de flujo de calor, obtenemos:

Para referir el flujo de calor al área interior, se divide y multiplica por r₁:

De manera similar, para referirlo al área exterior, se divide y multiplica por r₂:

Coeficiente Global de Transferencia de Calor en Cilindros (con y sin Ensuciamiento)

El coeficiente... Continuar leyendo "Transferencia de Calor en Cilindros y Conceptos Clave de Intercambiadores Térmicos" »