Pbs-1ª_sem

Con referencia al libro de Sadi Carnot "Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego", prácticamente al final describe el desempeño de las 'mejores' máquinas en operación en las minas de Cornwall. El lector encontrará ahí los siguientes datos para una máquina de dos cilindros, que 'genera' 195 unidades de potencia por kilogramo de carbón.

Esto representa, de acuerdo con su escrito, que en las condiciones óptimas, dicha máquina es capaz de elevar a 1 m, 195 m^3 de agua; pero que 'en promedio' este volumen de agua es 104 m^3.

Con base en estos datos, determine la eficiencia (térmica) que representan estos datos, considerando que el poder calorífico del carbon es de 32.4 MJ/kg .

Compruebe además lo que también asevera para el consumo específico de esta máquina de vapor: que una máquina de 10 hp consume 26 kg de carbon por hora. Para el cálculo de la eficiencia considere el mismo poder calorífico.

Nótese que él considera la unidad de potencia métrica para el caballo fuerza (horse power-- hp) i.e. 75 kg_f *m / s ; eso es, los 10 hp_m=7.355 kW . Watt fue quien propuso la unidad de hp:

1 hp = 550 ft-lb_f /s = 0.746 kW

Recuerden, también, el objetivo de entonces que era el 'bombeo' de agua que se 'infiltraba' en las minas; así como el principio de operación de las susodichas bombas de agua.

¿Cómo se logra entonces 'elevar' el agua por más de 10 m?

... a Jószef Károly Hell se le ocurrió 'cómo' en 1749 (!) "...His first machine was able to pump water up from the depth of 212 meters. Jozef Karol Hell later built the pumping machines in 1749-1768, which belongs to the best technology in this field worldwide... " :

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"...Steam-powered systems were put to the test. However, it was asked that if an abundance of water was the problem, why not work with water exploit its energy potential, and turn it into the solution? Jozef Hell, senior mining engineer and son of the equally talented Matel Kornel Hell, would become preeminent in the successful implementation of this revolution with his ""water pillar"" or ""water column"" pump designs.

Hell's first pump constructed in 1749 at Banska Stiavnica's Leopold mine shaft, was a positive displacement ""engine", utilizing a system of pistons and valves quite similar to a steam engine. Instead of steam, however, hydraulic pressure (developed by a column of water obtained from a surface reservoir) was used. It comprised a single, vertical cylinder with a control system using simple rods and hammers that directly operted two-way valves. A second pump could be installed beneath the first, so that the same primary water supply could be used to drive them both and pump water from an even lower level." ¢ƒ

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