Conceptos Básicos de Neumática e Hidráulica 


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FÍSICA APLICADA A FLUIDOS

HIDRAULICA

Es una parte de la física que estudia las leyes de movimiento y equilibrio de los líquidos y su aplicación práctica.

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

Las propiedades de los fluidos son: a) Fluidez, b) Viscosidad, c) Compresibilidad y d) Régimen de f lujo.

a) Fluidez
Se define como fluidez, la mayor o menor facilidad que encuentra un fluido a fluir.

a) Viscosidad
La viscosidad viene dada por la mayor o menor resistencia de las moléculas de los fluidos a desplazarse unas sobre otras.

c) Compresibilidad
Un fluido sometido a presión se comprime. Sin embargo esta compresibilidad es muy reducida en los líquidos, no así en los gases.
En algunos cálculos se toma el fluido como si no fuera compresible. Ahora bien, en otros casos en que la presión es importante debe tenerse en cuenta este concepto.
Seguidamente se dan algunos coeficientes de compresión para fluidos.

 

Agua 0,00005
Aceite mineral 0,00008
Emulsión aceite/agua (50 a 60% de aceite) 0,00007
Líquidos sintéticos (ésteres fosfóricos) 0,00004

Variación de volumen con la presión

d) Régimen de flujo
El flujo puede circular por un conducto en régimen laminar o turbulento.
Este concepto resulta muy importante a la hora de determinar las pérdidas de carga que se originan en un fluido que circula por un conducto.

Pérdida de carga
Todo fluido al circular por un conducto encuentra dos tipos de dificultad o resistencia que originan
pérdidas de carga. Estas resistencias son:

- Resistencias localizadas que producen pérdidas de carga locales, tales como curvas, codos, tubos, válvulas, uniones, racores, etc.
- Resistencias distribuidas, que originan pérdidas de carga locales y tienen su origen en el frotamiento.

Las pérdidas de carga se deben principalmente a:
- Caudal Q que circula por el circuito.
- Longitud del circuito.
- Diámetro de la tubería
- Régimen de flujo
- Viscosidad del fluido

Cálculo de la pérdida de carga

LEY DE POISEUILLE

El gasto de salida de un líquido por un tubo es directamente proporcional a la cuarta potencia del radio del tubo y a la diferencia de presiones entre los extremos del mismo, e inversamente proporcional a la longitud del tubo y al coeficiente de viscosidad.


TEOREMA DE TORRICELLI

La velocidad de salida de un líquido contenido en un recipiente a través de un orificio pequeño, es igual a la que alcanzaría un cuerpo cayendo libremente desde una altura igual a la diferencia de nivel entre la superficie del líquido y el orificio de salida.

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

Todos los cuerpos sumergidos en un líquido en reposo, experimentan un empuje hacia arriba, igual al peso del líquido desalojado.

PRESION HIDROSTATICA

Una columna de líquido ejerce como consecuencia de su propio peso, una presión sobre la superficie en que actúa.
La presión está en función de la altura (h) de la columna, de la densidad (d) del líquido y de la gravedad (g) ; p = h.d.g

La presión ejercida sobre el fondo de los diferentes recipientes de igual sección es la misma, con independencia de su forma, si las alturas (h) son iguales.

presión: p1 = p2 = p3 ; S1 = S2 = S3; sección el mismo líquido (1) en los tres recipientes

PRESION POR FUERZAS EXTERNAS (Ley de Pascal)

La presión ejercida sobre un líquido se transmite por igual en todas las direcciones.

Presión: Es la fuerza (F) que se ejerce, por unidad de superfície.

Presión de una columna de agua (c.d.a.):10 m de c.d.a., 10 m ejercen una presión de 1 bar sobre el fondo.

TRANSMISION HIDRAULICA DE FUERZAS (Prensa hidráulica)

El principio anterior se aplica en la prensa hidráulica.

 

 

 


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