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

Abstract

Contexto: Durante el proceso de frenado de un ve­hiculo, el aumento de la temperatura producido por la friccion entre las pastillas de freno y el disco no es disipado rapidamente. Esto depende de la geo­metria del disco y del material fabricado; por consi­guiente, cuando se provoca un frenado muy fuerte, se pueden acumular grandes cantidades de calor en un corto tiempo produciendose altos gradientes de temperatura en el disco. Bajo estas condiciones, la funcionalidad y la seguridad del freno del sistema pueden estar comprometidas.Metodo: El objetivo de este trabajo es simular, me­diante el Analisis de Elementos Finitos con la ayu­da del Software Solidwork Simulation, tres frenos de disco ventilados con la finalidad de observar el com­portamiento de la temperatura en los canales de ven­tilacion dependiendo del tipo de conveccion que los afecta. De esta manera, es posible obtener calculos matematicos y analiticos 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 efec­tiva 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 seleccio­nar la geometria adecuada para que el proceso de perdida de calor sea mas rapido y de esta manera se puedan garantizar mejores niveles de seguridad, siempre y cuando se realice el debido mantenimien­to y limpieza de los componentes del sistema.Conclusiones: La disipacion de calor en los frenos depende evidentemente de la geometria del disco como se pudo comprobar con los calculos obteni­dos matematicamente y los anaisis realizados en el Software Solidwork Simulation, ademas de las con­diciones de trabajo en las cuales son operados y so­metidos los diferentes frenos de discos