El sensor de flujo, la maldición de Ricciardo

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Supongo que todos conocemos el concepto de “caudal”. Cuando miramos un rio sabemos que su caudal tiene que ver con el movimiento del agua de este a través de su cauce.
Pensemos ahora en el siguiente escenario: un rio, que lleva un caudal, que en ingeniería fluidomecanica llamamos Q y que es el producto de la velocidad del fluido por el área de la sección por la que este circula, siendo el área la superficie transversal a la velocidad del fluido; si queremos medir el flujo de agua de una cascada al final de este, lo que mediremos será el caudal del río justo al entrar en la cascada, que por el principio de conservación de la masa, será el mismo que el de salida considerando las distintas áreas y las distintas velocidades.
Pues bien, el caudal de gasolina de un monoplaza es mas o menos lo mismo. Hablamos de un flujo de gasolina que circula por un tubo de diámetro D de tal modo que cuando el fluido pasa por el atraviesa una sección constante y es por ello que cuando medimos el caudal estamos midiendo el flujo a través del conducto.

De ahí que la limitación del flujo de gasolina sean 100kg/h, que aunque por las unidades dimensionales de masa partido por tiempo al fin y al cabo estamos a midiendo una “velocidad” (realmente estamos midiendo un flujo, que se define como cantidad de la magnitud deseada que atraviesa la superficie considerada por tiempo), aunque haya factores como la densidad del fluido inmersos en este calculo.

Por tanto como ya he dicho esencialmente lo que queremos limitar es el numero de kg de combustible que entran por hora al motor, norma un tanto absurda dado que si tienes una limitación de gasolina de 100kg en el deposito resulta un tanto tonto que si te pasas media carrera ahorrando o vas muy bien en ahorro, no puedas usar el resto de tu gasolina.

El problema al que red bull se ha enfrentado en los primeros grandes premios con los sensores es básicamente que el caudalímetro usado es un sensor que utiliza un metodo mas indirecto que el de usar unas palas que giren con el flujo, y estas mediciones en ciertas ocasiones pueden verse alteradas por la recepción electrónica.

El sensor funciona del siguiente modo: este sensor consta de dos transductores de ultrasonidos que emiten una señal en la dirección del flujo y otra en la contraria. La diferencia entre ambas señales nos da la velocidad del flujo en el conducto.

Existen otros tipos de sensores, que funcionan mecánicamente o electromagnétimente. Se utiliza el ultrasónico dado el que el problema de los mecánicos son las perdidas por fricción dado el rozamiento del fluido con las paredes. En realidad es el número de Reynolds (numero adimensional en la fluidomecánica que relaciona en las ecuaciones generales el termino conectivo con el termino de los esfuerzos viscosos). Dependiendo de si este numero es muy grande o no, los esfuerzos viscosos serán despreciables respecto al resto de términos de la ecuación. En velocidades no muy elevadas el numero de Reynolds es menos grande y por tanto seran menos despreciables dichos esfuerzos viscosos y habrá perdidas en la medición.
En cuanto al electromagnético dados todos los sistemas eléctricos que tienen este año los monoplazas podría sufrir interferencias y falsear los datos.

Carlos Sánchez Martínez @carlossmf1

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