CONCEPTOS DE HIDRAULICA

Objetivos del curso:Reconocimiento de conceptos principales de Hidrulica.Conocimiento de terminologa hidrulica aplicada, circuitos y componentes caractersticos.Operaciones de mantenimiento, verificacin ms comunes en maquinaria.

OleohidrulicaVentajas de la Oleohidrulica:Permite trabajar con elevados niveles de fuerza o mementos de giroEl aceite empleado en el sistema es fcilmente recuperableVelocidad de actuacin fcilmente controlableInstalaciones compactasProteccin simple contra sobrecargasCambios rpidos de sentido

Desventajas de la Oleohidrulica:

Costo del fluidoPerdidas de cargaPersonal especializado para el mantenimiento.Fluido muy sensible a la contaminacin.

Qu es un fluido?Los fluidos son sustancias capaces de fluir y que se adaptan a la forma de los recipientes que los contienen. Todos los fluidos son compresibles en cierto grado y ofrecen poca resistencia a los cambios de forma.Los fluidos pueden dividirse en lquidos y gaseosos. Las diferencias esenciales entre lquidos y gases son:

(a) los lquidos son prcticamente incompresibles y los gases son compresibles

(b) los lquidos ocupan un volumen definido y tienen superficies libres mientras que una masa dada de gas se expansiona hasta ocupar todas las partes del recipiente que lo contenga.

Trminos fsicos asociados:Fuerza: Es una accin que permite modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo. Unidades:Sist. Internacional:Newton (N)Sist. Tcnico:KgfSist. Ingls:lbfEquivalencias:1 N=1 Kg * m/s21 N=0,22481 lbf1 N equivale a la fuerza que proporciona un cuerpo de 1 Kg de masa a una aceleracin de 1 m/ s2

Temperatura: Es el nivel de intensidad de calor. La temperatura puede ser medida en grados Celsius (C) o grados Farenheit (F). Un objeto que est caliente tiene una alta intensidad de calor, un objeto fro tiene una baja intensidad de calor.

Temp de F C = 5(F - 32) 9Temp de C F = 1.8 x C +32

* El SI considera el grado Kelvin: K = C + 273

Masa: Es una de las propiedades intrnsecas de la materia, se dice que esta mide la resistencia de un cuerpo a cambiar su movimiento (desplazamiento o reposo) es decir; su inercia. La masa es independiente al medio que rodea el cuerpo. En palabras muy sencillas se puede expresar como la cantidad de materia que forma un cuerpo.Unidades:Sist. Internacional:Kilogramo (Kg)Sist. Ingls:Libra (lb)Equivalencias:1 Kg=2,2046 lb

Volumen: es el espacio que ocupa un cuerpo en el espacio, segn la forma geomtrica se determina su relacin para el clculo, ya sea un cubo, un cilindro por ejemplo.

Densidad

Es la masa de un cuerpo por unidad de volumen.La densidad es la masa por unidad de volumen. Se acostumbra a designarla con la letra griega r (ro). Densidad = Masa / Volumen r = m / VDensidad relativa, eso significa la relacin entre la densidad de un cuerpo y la densidad del agua a 4 C, que se toma como unidad.

PresinLa presin se define como la distribucin de una fuerza en una superficie o rea determinada.

P =F /A

Unidades:Sist. Internacional:N/m2 Pascal (Pa) Sist. Tcnico:Kg/cm2 Sist. Ingls:lb/pulg2 PSI

Equivalencias:1 bar=10*5 Pa1 bar=14,5 lb/pulg21 bar=1,02 Kg/cm2Presin atmosfrica = 1,013 bar = 1,033 Kg/cm2 = 14,7 PSI = 1 atm = 760 mm Hg

Presin en un lquido

La presin en un lquido es la debida al peso de este lquido encerrado en un estanque. Apliquemos el concepto de presin en un slido al siguiente ejemplo: Un estanque, como el de la figura, contiene un fluido de densidad conocido.

Una columna de lquido, ejerce por su propio peso, una presin sobre la superficie en que acta. La presin por lo tanto, estar en funcin de la altura de la columna (h), de la densidad y de la gravedad

Donde:

P=Presin (Pascal = 1 N/m2)h=Altura (m)=Densidadg=Gravedad (m/s2)

De este resultado se desprende que la presin depende de la altura del lquido medida hasta la superficie libre. El ejemplo de la figura muestra dos manmetros a diferentes alturas por ser la altura directamente proporcional a la presin podemos afirmar que la presin medida en el primero ser mayor a la medida en el segundo.

PRESIN ATMOSFRICA O BAROMTRICA

Definicin:La masa de aire que rodea a la tierra es atrada a sta por la fuerza de gravedad lo que hace que sobre todos los cuerpos y superficies terrestre pese una columna de aire. El peso de esta columna de aire que acta en cierta rea es llamada presin atmosfrica.

Se ha determinado que la presin atmosfrica es igual al valor de una columna de mercurio de 760 mm (760 mm Hg), experimento realizado a nivel del mar.

El tubo con mercurio de la FIGURA no se vaca gracias a la presin que ejerce el peso del aire sobre el recipiente de mercurio. O sea, que la presin que ejerce el aire es igual al peso del mercurio que permanece en el tubo.Por ser iguales y contrarias la fuerza producida por el mercurio y la presin atmosfrica se anulan produciendo el equilibrio de fuerzas y el movimiento de bajada de la columna de mercurio cesa.

La presin manomtrica es aquella que toma como cero la presin atmosfricaLos valores superiores a cero son considerados como presin y los bajo a cero son llamados valores negativos o de vaco. Cuando se obtiene una lectura de cero es la presin atmosfrica la leda.

La presin absoluta, en cambio, no tiene valores negativos o de vaco. El cero es el mismo que el cero de la presin atmosfrica, o sea, el cero absoluto.

Caudal Se define como el volumen de fluido que atraviesa una determinada seccin transversal de un conducto por unidad de tiempoDonde:

Unidades:lt/minm3/hGal/minEquivalencias:1litro=0,2642 galones

Q=CaudalV=Volument=Tiempo

Teorema de BernoulliDice que la energa total de un fluido permanece constante en cualquier punto del circuito hidrulico.La energa total del aceite en un punto de la instalacin es la suma de tres energas: Eh = m *g* hDonde,Eh = Energa potencial.m = Masa.g = Gravedad.h = Altura.No es tenida en cuenta en hidrulica, salvo en mquinas o instalaciones de ms de 10 m de altura (alguna prensa).

Energa de presin (Ep):

Es la energa que contiene un cuerpo cuando est comprimido a una presin y que es capaz de entregar cuando se libera:

Ep = P (presin) * V (volumen)

Energa cintica (Ec):

Ec = 1/2 m (masa) * V2 (velocidad)En los circuitos hidrulicos la velocidad del aceite no debe pasar de 7 m/seg.

PASCAL: Una caracterstica de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partcula del fluido es la misma en todas las direcciones. Si las fuerzas fueran desiguales, la partcula se desplazara en la direccin de la fuerza resultante. De esto se deduce que la fuerza por unidad de superficie que el fluido ejerce sobre las paredes del recipiente que lo contiene es perpendicular a la pared en cada punto sea cual sea su forma. El principio de Pascal afirma que la presin aplicada sobre el fluido contenido en un recipiente se transmite por igual en todas las direcciones y a todas partes del recipiente, siempre que se puedan despreciar las diferencias del peso debidas al peso del fluido.

Presiones en fluidos en movimientoCuando los fluidos se encuentran en movimiento surgen los conceptos de presin esttica y presin dinmica.En la FIGURA 1 no tenemos circulacin de aire. Los manmetros se equilibran gracias a la presin atmosfrica.

Si tenemos un tubo de ventilacin abiertos en ambos extremos y hacemos circular aire a travs de este, por medio de un ventilador, obtendremos cierto comportamiento de los dos tubos en U (manmetros) conectados al flujo de aire.En la FIGURA 2 circula aire a baja velocidad lo que provoca el desnivel de los manmetros, pero mientras A indica vaco, B indica presin.

Si aumentamos la velocidad del aire (ver FIGURA 3) los desniveles aumentan ms.

De esto podemos concluir que la presin vara entre un fluido en reposo (caso 1) y uno en movimiento (caso 2 o 3) y que, adems, esta variacin depende de la velocidad del fluido.

La presin en A se llama presin esttica y la medida en B es llamada presin dinmica.

Funciones del fluido hidrulico:Transmitir potenciaBrindar un sello ViscosoMantener la presinMedio de transferencia de calorLubricacin de mecanismos crticosFiltrabilidad.

Requisitos del fluido hidrulicoViscosidad apropiadaProteccin contra el desgasteEstabilidad trmica y de oxidacinProteccin contra la corrosinBuenas caractersticas antiespumaResistencia al arrastre de aireImcomprimibleBuena Demulsibilidad.

Factores que afectan el desempeo del fluido hidrulicoFLUIDOVISCOCIDADPRESIN ATMOSFERICAINERCIAFRICCINARRASTRE AEREO

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