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¿Qué es la velocidad crítica?

Un objeto se dijo para alcanzar la velocidad crítica cuando la velocidad de su rotación corresponde a una de sus frecuencias naturales. Este tipo de velocidad se estudia en una rama de la física conocida como rotordynamics, que trata de la rotación, o angulares, de movimiento. Un objeto giratorio, tal como una hélice o una bomba centrífuga, a menudo debe pasar a través de uno o más de sus velocidades críticas, ya que acelera o desacelera. Mientras opera a la velocidad crítica, estos objetos vibran a una alta amplitud, que puede causar daños.

Todos los objetos que se componen de un material elástico tienen una o más frecuencias naturales. La frecuencia natural de un objeto es el número de veces que se moverá hacia atrás y hacia delante una vez que se pone en movimiento. Cuando un objeto está vibrando a una de sus frecuencias naturales, que se dice que tiene la resonancia, o una gran amplitud de vibración. En un instrumento musical, por ejemplo, esta resonancia es deseable porque provoca una amplificación natural del sonido el € INSTRUMENTA s. En rotordynamics, sin embargo, esta resonancia no es deseable porque hace que las piezas mecánicas involucradas vibrar fuertemente, que pueden dañar el sistema.

Hay un número de estímulos que pueden causar resonancia, uno de los cuales es el movimiento de rotación. Cuando el movimiento de rotación de un objeto, también llamada velocidad angular, causa resonancia, es a la velocidad crítica. Rotación de objetos mecánicos deben ser diseñados para pasar rápidamente a través de estas velocidades de modo que la vibración amplificada que se produce en esta velocidad no resulta en daños.

Una bomba centrífuga o una hélice se moverán a través de diferentes velocidades angulares, ya que acelera o desacelera. Mientras que un sistema en movimiento como este, naturalmente, tendrá algo de vibración, la vibración amplificada a la velocidad crítica debe ser evitado o pasado a través rápidamente si el sistema va a durar por mucho tiempo. Rotordynamics es así mucho que ver con la resolución de las diversas velocidades críticas que pueden afectar la vida de una máquina rotativa.

La frecuencia de rotación más bajo que hace que un objeto vibre a una de sus frecuencias naturales se conoce como su primera velocidad crítica. Un objeto puede tener un número infinito de velocidades críticas, pero la más importante para los ingenieros a considerar es la primera. Algunos objetos giratorios están diseñados para operar por debajo de su primera velocidad crítica, pero muchos giran por encima de esta velocidad. Mientras la velocidad de rotación pasa rápidamente a través de la velocidad crítica, esto no debería tener un efecto significativo sobre la vida de la máquina rotativa. Pueden ocurrir problemas, sin embargo, si un objeto está diseñado para girar a su velocidad crítica, como las vibraciones resultantes podrían hacer que la máquina se rompa.