Trabajo de Flecha

La transmisión de energía mediante un eje rotatorio es una práctica muy común en la ingeniería. Con frecuencia el momento de torsión T aplicado al eje es constante, lo cual significa que la fuerza F aplicada también en constante.

Para un determinado momento de torsión constante, el trabajo hecho durante n revoluciones se determina así: una fuerza F que actúa por medio de un brazo de momento r genera un momento de torsión T.

T = Fr

Esta fuerza actúa a lo largo de una distancia s, que se relaciona con el radio r mediante

s = (2πr)n

El trabajo de flecha se determina a partir de:

W = Fs = (T/r)(2πrn) = (2πnT) = [kJ]

La potencia transmitida mediante la flecha es el trabajo de flecha por unidad de tiempo, que se puede expresar como:

W = 2πnT = [kW]

Donde n es el número de revoluciones por unidad de tiempo.

---

El trabajo de flecha es propio de sistemas abiertos, o sea en los que hay flujos de materia y para encontrarlo la forma más simple es con la formula diferencial del balance de materia, que dice:

(d/dt)((u+m((v^2/2gc)+Ep)=sumatoria(m(H+(v^2/2gc)+Ep)k +Q +Ws -PdV/dt

donde:

u=energia interna
m=masa
v=velocidad
gc=factor de conversion de fuerza
Ep=energia potencial entre masa
H=entalpía
Q=calor desprendido o ganado
Ws=trabajo de flecha
PdV/dt=trabajo debido a la deformación de fronteras