Estudio analitico de la transferencia de calor por convección que afectan a los frenos de disco ventilados

摘要

Contexto: Durante el proceso de frenado de un ve-hículo, el aumento de la temperatura producido por la fricción entre las pastillas de freno y el disco no es disipado rápidamente. Esto depende de la geo-metría del disco y del material fabricado; por consi-guiente, cuando se provoca un frenado muy fuerte, se pueden acumular grandes cantidades de calor en un corto tiempo produciéndose altos gradientes de temperatura en el disco. Bajo estas condiciones, la funcionalidad y la seguridad del freno del sistema pueden estar comprometidas. Método: El objetivo de este trabajo es simular, me-diante el Análisis de Elementos Finitos con la ayu-da del Software Solidwork Simulation, tres frenos de disco ventilados con la finalidad de observar el com-portamiento de la temperatura en los canales de ven-tilación dependiendo del tipo de convección que los afecta. De esta manera, es posible obtener cálculos matemáticos y analíticos del comportamiento real en la transferencia de calor de los discos de freno. Resultados: Los resultados obtenidos demuestran que los discos se pueden utilizar de manera efec-tiva en las condiciones de trabajo extremo con una velocidad de 80 Km/h y una temperatura ambiente de 20°C; sin embargo, es muy importante seleccio-nar la geometría adecuada para que el proceso de perdida de calor sea más rápido y de esta manera se puedan garantizar mejores niveles de seguridad, siempre y cuando se realice el debido mantenimien-to y limpieza de los componentes del sistema. Conclusiones: La disipación de calor en los frenos depende evidentemente de la geometría del disco como se pudo comprobar con los calculos obteni-dos matemáticamente y los anáisis realizados en el Software Solidwork Simulation, además de las con-diciones de trabajo en las cuales son operados y so-metidos los diferentes frenos de discos.