Son los reportes de los experimentos realizados en la materia de Vibraciones MecanicasDescripción completa
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laboratorio elaborado por Patricia Abdel RahimDescripción completa
análisis de fallas
Descripción: Sobre control de ruidos y vibraciones en la industria
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Unidad Zacatenco
Practica No. 1 El sonómetro Señales y vibraciones Nombre del profesor: López de rria!a P"rez #a$imiliano
Nombre del al%mno: &avid 'ómez (ern)ndez
'r%po: *+,1
#arzo de -1*
/.
N0E+E&EN0ES El sonido son vibraciones mec)nicas %e se propa!an lon!it%dinalmente a trav"s de %n medio el)stico2 en comparación con las ondas electroma!n"ticas2 las ondas sonoras re%ieren %n medio en c%al propa!arse2 en el vacio no se propa!a. Las ondas sonoras via3an desde el o4do e$terno y a trav"s del cond%cto a%ditivo2 5aciendo %e el t4mpano vibre. s% vez2 esto 5ace %e los tres 5%esecillos2 conocidos como martillo2 y%n%e y estribo del o4do medio se m%evan. Estas vibraciones pasan a trav"s de la ventana oval al 6%ido de la cóclea del o4do interno2 estim%lando miles de pe%eñas c"l%las ciliadas. Estas vibraciones pasan a trav"s del 6%ido de la cóclea del o4do interno estim%lando miles de pe%eñas c"l%las ciliadas. +omo res%ltado estas vibraciones se trasforman en imp%lsos el"ctricos %e el cerebro percibe como sonido.
El espectro a%dible podemos s%bdividirlo en f%nción de los tonos: •
•
•
0onos !raves 7frec%encias ba3as2 correspondientes a las 8 primeras octavas2 esto es2 desde los 1* (z a los -9* (z. 0onos medios 7frec%encias medias2 correspondientes a las octavas %inta2 se$ta y s"ptima2 esto es2 de -9* (z a - ;(z. 0onos a!%dos 7frec%encias altas2 correspondientes a las tres
+aracter4sticas del sonido •
•
/ntensidad: La intensidad del sonido se de=ne como la potencia ac
El timbre es el atrib%to %e nos permite diferenciar dos sonidos con i!%al sonoridad2 alt%ra y d%ración. En este caso vista desde el espectro de frec%encias2 el tono se considera con la cantidad de armónicas %e contiene %n sonido &/'># 'ENE>L/Z&? &E UN S?N@#E0>? •
//.
El sonómetro es %n instr%mentos %e nos sirve apara medir la niveles de presión sonora2 este realiza la medición comparando la lect%ra 5ec5a con %na medición de referencia2 dado %e las mediciones no son lineales2 m)s bien lo!ar4tmicas el sonómetro m%estra el nivel de presión en decibelios.
1.A Micrófono. +onvierte las variaciones de presión sonora en variaciones e%ivalentes de señal el"ctrica. -.A Preamplicador. 0ransforma la alta impedancia del micrófono en ba3a. B.A Redes de ponderación en frecuencia. (acen %e la resp%esta en frec%encia del sonómetro sea seme3ante a la del o4do 5%mano 8.A Deecor ine!rador. +onvierte la señal alterna en contin%a. 9.A Ponderación emporal. 3%sta la constante de tiempo %e se %tilizar) en las medidas2 y con ello determina la velocidad de resp%esta del sonómetro frente a las variaciones de presión sonora. *.A Indicador analó!ico o di!ial. ,is%aliza el res%ltado de las medidas.
///.
+lasi=cación de %n sonómetro Se clasi=can en f%nción de s% precisión en decibelios 7dC se!
+alibradores FA .19 FA .B FA .9
Sonómetros FA .8 FA .D FA 1.
#odelos C)sico: 0oma
#odelo /nte!rador: Los sonómetros inte!radoresApromediadores podr)n emplearse para la medición del Nivel de presión ac
/,.
1. ?S+/L?S+?P/? -. - 'ENE>&?>ES &E U&/? B. PUN0S &E P>UEC M +CLES 8. S?N?#E0>? &esarrollo &ia!rama de cone$ión
>%ido ambiental
?scilosco pio
Señal
Sonómetro
En el osciloscopio se observa la señal el"ctrica similar a la señal de presión sonora %e lle!a en el micrófono del sonómetro2 tambi"n se m%estra en el osciloscopio la señal de calibración !enerada por el sonómetro.
,//.
+oncl%siones
En esta práctica se detallo acerca el sonómetro como usarlo como medirlo y la forma de calibrarlo. Pudimos observar que el micrófono que tiene este instrumento es muy similar al del oído humano Pudimos darnos cuenta que el sonido que se emite puede ser malo y bueno dependiendo que tanta potencia tenga este, con las fórmulas que relacionan a este nos damos una mejor referencia de cómo y en donde se está dando la falla de un algo a lo cual deseamos llegar de se está dando la falla de un algo a lo cual deseamos llegar.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Unidad Zacatenco
Practica No. /nterferencias Señales y vibraciones Nombre del profesor: López de rria!a P"rez #a$imiliano
Nombre del al%mno: &avid 'ómez (ern)ndez
'r%po: *+,1
#arzo de -1*
"l u#o de $uinc%e El t%bo de %inc;e2 es %n dispositivo %e permite crear el fenómeno de la interferencia en el sonido2 demostr)ndose de esta manera %e tiene %n comportamiento ond%latorio2 adem)s de %e se p%ede medir con este instr%mento la lon!it%d de onda de %n tono p%ro c%al%iera y de all4 calc%lar la velocidad del sonido en el aire para la temperat%ra reinante en el momento de realizar el e$perimento. El t%bo el c%al es b)sicamente dos t%bos en OU %nidos por %n par de 0EE 2 %na de las OU es móvil a modo de la varilla de %n trombón. El sonido se prod%ce por la formación de ondas2 estas ondas podemos representarlas !r)=camente a manera de %na f%nción senoidal en donde la distancia entre dos picos o dos valles es la lon!it%d de la onda. %n%e esta f%nción senoidal representa %na onda transversal y el sonido es %n caso de onda lon!it%dinal2 nos sirve como modelo para vis%alizar el fenómeno de la interferencia
Ondas en fase& Inerferencia consruci'a& +%ando dos trenes de ondas son co5erentes y est)n en fase2 la interferencia %e se prod%ce al s%perponerse ambas es la denominada Oconstr%ctiva2 el res%ltado =nal es otro tren de ondas c%ya amplit%d es la s%ma de las amplit%des de las dos ondas individ%ales 7=!%ra anterior2 en el caso del sonido tendr4a %n a%mento del nivel sonoro de %n tono. En la medida %e las ondas s%fren %n desfase2 la amplit%d =nal res%ltante va dismin%yendo 5asta alcanzar %n p%nto en donde ambas ondas se ne%tralizan y el tono desaparece. Este es el caso de la interferencia Odestr%ctiva.
Ondas en desfase& Inerferencia desruci'a& Si observamos las !r)=cas %e representan a las ondas2 podemos ded%cir %e la interferencia destr%ctiva presenta s% m)$imo c%ando el desfase entre los trenes de ondas alcanza 3%stamente media lon!it%d de onda2 es decir %n valle se s%perpone con %n pico. Si el desfase se prod%ce a %na velocidad determinada esc%c5aremos %na %l%lación creada por la s%cesión de altas y ba3as en el vol%men del tono res%ltante en la medida %e las ondas se desfasan y v%elven a entrar en fase.
Si por %no de los e$tremos abiertos 7%na de las 0EE de %nión colocamos %na pe%eña corneta %e est" emitiendo %n tono2 el sonido !enerado debe recorrer las dos mitades del t%bo a la misma velocidad2 como el recorrido 7el per4metro desde la 0EE de entrada 5asta la 0EE de salida es i!%al para ambos ramales en OU2 en la 0EE de salida percibiremos al tono a s% m)$ima intensidad 7vol%men2 si vamos sacando el t%bo móvil poco a poco notaremos %e la intensidad del sonido dismin%ye 5asta %n m4nimo2 esto oc%rre por%e las ondas sonoras %e se desplazan por el t%bo móvil tienen %e realizar %n recorrido mayor2 de manera %e al lle!ar a la 0EE de salida2 las ondas de %n ramal con respecto al otro est)n desfasadas2 an%l)ndose m%t%amente parcial o totalmente. Este es el principio del interferómetro o 0%bo de %inc;e %e permite demostrar %e el sonido es %n fenómeno ond%latorio por medio de la interferencia. Para %e la e$periencia res%lte llamativa2 se re%iere %e el tono sea lo m)s p%ro posible. MAT"RIAL A UTILI(AR
?sciloscopio ?scilador ltavoz 0%bo de %inc;e Sonómetro P%ntas de pr%eba y cables
D"SARROLLO PR)CTICO Se conecta el !enerador a %na bocina para !enerar %na señal de 1 Q(z y se coloca a la vez el sonómetro en el otro e$tremo para medir el nivel de decibeles !enerados dentro del t%bo como se ve en la =!%ra2 y separamos %n
poco el t%bo de %inc;e para obtener as4 %n valor de lect%ra m)$imo y m4nimo en el sonómetro. &ia!rama de cone$ión
Se mide con el sonómetro la s%ma de la distancia y ondas !eneradas a trav"s del t%bo de %inc;e2 y se tab%la como se ve a contin%ación: #edició n 1ra
&istancia 7m
Rrec%encia7 (z 9
,olta3e ,rms7m, 1B.D
-da.
.B
9
9.1*
Bra.
.*-
9
19.
P%nto m)$imo P%nto minimo P%nto ma$imo
Se %tiliza la form%la c λf para calc%lar la velocidad del sonido =
Se calc%la el valor teórico de la onda de sonido a %na temperat%ra de - °C
(
(
c = 331.6 + 0.6 ° C
) )=( 331.6 + 0.6 ( 20 ° C ) )=343.6 m s
2
9.A Se calc%la la velocidad del sonido a nivel del mar y a γ =c =1.4 5
PO= Presion atmosferica =1.013 x 10 Pascales
ρ= Densidad del aire =1.292
C =
√
γ PO ρ
=
√
kg m
3
5
(
1.4 1.013 x 10 1.292
kg 3 m
Pa )
=331.31
m 2 s
° C
CONCLUSION"S Es importante 5acer notar %e los valores del t%bo de %inc;e se deben m%ltiplicar por - ya %e el sonido va de ida y v%elta a lo lar!o del t%bo2 esto es
lo %e dan los valores de distancia en la tabla2 al interferir dos ondas de sonido se p%ede observar el efecto constr%ctivo y destr%ctivo de las mismas2 5ay %e mencionar %e en todo momento se midió lambda y %e este valor siempre depende de la temperat%ra si tomamos como referencia %e a nivel del mar y a ° C la velocidad del sonido debe ser BB1.*
m s
2
2 podemos concl%ir %e
dentro del t%bo de %inc;e %e se %tilizó en la pr)ctica 5ay m)s calor %e en las condiciones ideales a nivel del mar2 lo %e provoca %e las mediciones 5ec5as terminen siendo %na velocidad m)s alta2 y entre m)s alta la velocidad del sonido m)s ba3a es la presión dentro del t%bo
(emos notado en el e$perimento realizado %e la velocidad del sonido a trav"s de dic5o t%bo de %inc;e realmente varia con respecto a la distancia y al tiempo en %e se someta dic5o sistema. R%e notable vi"ndolo %e como variaban las ondas !ra=cadas en el osciloscopio2 p%diendo concl%ir de %e realmente se p%ede medir la velocidad con los respectivos instr%mentos especiales.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Unidad Zacatenco
Practica No. B Ri!%ras de lissa3o%s Señales y vibraciones Nombre del profesor: López de rria!a P"rez #a$imiliano
Nombre del al%mno: &avid 'ómez (ern)ndez
'r%po: *+,1
#arzo de -1*
/.
/N0>?&U++/@N
%les Lissa3o%s 71--A12 f4sico franc"s2 se interesó por las ondas y desarrolló %n m"todo óptico para el est%dio de las vibraciones. Primero est%dió las ondas prod%cidas por %n diapasón en contacto con el a!%a. En 199 describió %na forma de est%diar vibraciones ac
&onde X e 0
Y 0
son las amplit%des de los #S2
f x
y f y
son las
frec%encias los #S y V es el desfase entre ambas #S. Eliminando la variable tiempo en las e$presiones anteriores se obtiene %na ec%ación de la trayectoria del tipo: f ( x y ! )=cte
%e corresponde a las =!%ras de Lissa3o%s. En la =!%ra se m%estran las =!%ras de correspondientes a relaciones de frec%encias
f x
: f y sencillas 7en
distintas =las2 para al!%nos desfases 7en distintas col%mnas. En n%estra e$periencia es la proyección del 5az l)ser sobre la pantalla la %e realiza esta +omposición de #S en direcciones perpendic%lares2 siendo
f x
y f y las
frec%encias con las %e vibran los espe3os acoplados a los osciladores y V el desfase entre ambos osciladores.
+omo primera operación se conecto todo el instr%mento de medición. Ense!%ida se encendió el !enerador de a%dio para %e apareciera la primera señal2 ya teniendo esta se conecto la se!%nda señal. Ma teniendo ambas señales se f%e al osciloscopio para observar las =!%ras de lissa3o%s2 se obt%vo con los si!%ientes pasos.
PoIer formato
a%tocon=!%ración $y
display
Primero se p%sieron las señales 1:1 esto si!ni=ca %e con la misma frec%encia en este caso de 1 5z.
En esta ocasión se p%sieron 1:- %na de 15z y %na de - 5z
&esp%"s se coloco a 1:B con frec%encias de 1 5z y B 5z respectivamente
/,.
+?N+LUS/?NES
Podemos determinar cómo se comportan las señales %e salen por el !enerador de señales de a%dio ya %e no se p%eden observar sino simplemente esc%c5arlas b%eno siempre y c%ando ten!amos %n ampli=cador. Lle!amos a observar %e las frec%encias lle!an a ser de momento destr%ctivas yFo constr%ctivas y de all4 veri=camos m%c5as cosas como lon!it%d de onda2 s% periodo entre otras2 por medio del osciloscopio observamos eso dependiendo c%ando est) en fase c%ando tiene 892 K2 12 -D !rados. 0ambi"n podemos ver y decidir c%)l frec%encia nos favorece y c%al no.
