control resistencia de materiales, Apuntes de Elasticidad y Resistencia de materiales

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Resistencia de los

materiales

Semana 4

Nombre: Pedro Sánchez

Fecha: 03 de julio 2023

Ingeniería industrial

Trabajas en un taller de tornería, y se te asigna la responsabilidad de fabricar el eje de la turbina para una planta de generación de potencia. Dicho eje debe cumplir con una serie de requisitos, a saber, debe estar hecho de acero inoxidable, con una longitud máxima de 2500 mm en plena operación, y capaz de soportar temperaturas entre 500 y 700 °C, sin deformarse significativamente. A continuación, responde la pregunta y desarrolla las actividades:

1. Determina si fabricar un eje de 298 mm puede llegar a comprometer el funcionamiento de la turbina, considerando que la temperatura de operación de la misma podrá llegar a ser de hasta 20 veces la temperatura ambiental (35 °C). Fundamenta tu respuesta, comparando la dilatación lineal calculada con la que podría esperarse a nivel volumétrico. DATOS: Lo= 298mm To= 35°C Tf= 20x35 = 700 °C a = 17.3 x 10^- Formula ΔL= a x Li x ΔT ΔL= 17.3 x10^-6 x 298mm x (700-35) ΔL= 3.428 mm Considerando los cálculos obtenidos por la fórmula de dilatación lineal para nuestro eje de acero inoxidable, el cual deberá llegar hasta una longitud máxima de 2500 mm con una temperatura de operación de alrededor 665°C, las dimensiones para la fabricación de nuestra pieza para la turbina serian de 298 mm de longitud, considerando que se este será fabricado a temperatura ambiente ( °C). La dilatación lineal nos da 3.428 mm. Con respecto a la dilatación volumétrica se esperaría que con el aumento de temperatura al cual se verá afectado el eje en la turbina al entrar en funcionamiento y mantenerse en su operación normal, al igual que de manera lineal el eje aumentara levemente su volumen, para lo cual también se deberá de considerar en su fabricación una medida inferior a temperatura ambiente, para que no se vea afectado el eje al trabajar a alta temperatura

3. Dado el material del cual estará hecho el eje en cuestión, explica el mecanismo de difusión involucrado en el proceso de fabricación. El mecanismo de difusión involucrado en el proceso de fabricación de eje depende del material utilizado, el eje esta hecho de acero inoxidable. El acero inoxidable contiene cromo que se oxida espontáneamente en presencia de oxigeno atmosférico para formar una capa delgada de óxido de cromo en la superficie del material. Esta capa de óxido actúa como una barrera protectora que evita la corrosión adicional del acero inoxidable. En el proceso de fabricación del eje de acero inoxidable se puede promover la formación de la capa de óxido pasivamente mediante un tratamiento térmico o un proceso de recubrimiento, la difusión del oxígeno en la superficie del acero inoxidable permite la formación de capa de óxido, lo que mejora la resistencia de corrosión del material. Es importante controlar adecuadamente el proceso de difusión de la capa de óxido para garantizar la calidad y las propiedades del eje de acero inoxidable, esto se lograría mediante un control preciso de temperatura el tiempo y las condiciones atmosféricas durante el proceso de fabricación.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

 (IACC 2023) Notas de profundización Propiedades térmicas semana 4  (IACC 2023) Interactivo de profundización Difusión semana 4  González , W. (2005). Ciencias de los materiales. Editorial Ariel. f https://elibro.net/es/lc/iacc/titulos/ Pagina web  WEERG, S. (2020). Características de aluminio. S.N. https://www.weerg.com/es/guias/aluminio-que-es-propiedades-caracteristicas  Ingemecanica, M., ingemecanica. (2023). propiedades y características de acero inoxidable [tutorial 102]. Consultado el 3 de Julio de 2023, https://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn102.html