Ingeniería Básica

En el desarrollo de la ingeniería básica se realizan dos actividades, inicialmente se definen los parámetros funcionales claves, sobre los cuales se va a basar nuestro diseño, y a partir de ahi se realizan los cálculos que sustenten el correcto funcionamiento del diseño.

A continuación ambos aspectos

Parametros funcionales claves: 

PARAMETROS FUNCIONALES CLAVES
Fluido con el q se trabajará	Agua [ρ=1000 kg/m^3]
Dimensiones del tanque 1	Altura [3.44] – Profundidad [2] - Ancho [2]- Altura respecto al piso [4]
Dimensiones de la bomba de soga	Diámetro polea [0.15m]
Dimensiones de las Tuberías	Diámetro interno de las tuberías entrada [5 in] y salida [6 in]
Potencia de entrada y salida	Potencia del humano [70W] y potencia requerida [600W]
Tiempo	Duración humano accionando [10min]  – duración sistema supliendo [15 min]

Cálculos realizados: 

A partir de los datos de la siguiente tabla se usaron fórmulas de ingeniería básica del concepto, las cuales se mostrarán más adelante:

Datos	Potencia [w]	Tiempo [min]	seg	Gravedad [m/s^2]	Densidad [kg/m^3]
Entregar	600	15	900	9.81	1000
Recibir	70	10	600	9.81	1000

Se obtuvieron los siguientes resultados:

ALMACENADOR
Energía [J]	540000.000
Altura2 [m]	4.000
Masa [kg]	13761.468
Volumen [m^3]	13.761
Ancho [m]	2.000
Largo [m]	2.000
Altura1 [m]	3.440
Caudal [m^3/s]	0.015
Area tubería [m^2]	0.062
Velocidad [m/s]	0.248

Para los cálculos de la polea y del humano se usaron las formulas anteriores más las siguientes:

BOMBA DE SOGA
N [rpm]	30
R [m]	0.15
V [m/s]	0.471238898
Volumen [m^3]	3.440366972
Caudal [m^3/s]	0.005733945
Area	0.012167809
Radio tubería	0.062234508
Diámetro [mm]	124.4690151

HUMANO
Energía humano [J]	42000
Presión Columna [pa]	72990
Fuerza fluido [N]	148.5446136
Vel. Angular [s^-1]	3.141592654
Fuerza humano [N]	888.1283866

 Se evidencia que los cálculos realizados garantizan que el sistema será capaz de ser accionado por 70W/10min y entregar 600W/15min.