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Páginas: 126 (31338 palabras)
Publicado: 29 de abril de 2013
HIDRÁULICA BÁSICA
Introducción
Antes de estudiar aparatos, tener claros unos principios físicos que son esenciales en la interpretación del porqué el aceite hidráulico trabaja en aparatos y mecanismos de una determinada manera (fuerzas, velocidades y trabajos).
El nombre correcto es oleohidráulica al ser el aceite el fluido que generalmente circula por las tuberías (en el lenguajepráctico se nombra como hidráulica).
Su definición sería: «La técnica hidráulica tiene por objeto el estudio de las leyes de equilibrio y movimiento del aceite hidráulico con miras a su aplicación práctica».
Veremos los principios, leyes y magnitudes esenciales para entender el funcionamiento de los circuitos hidráulicos.
Los conceptos que a continuación se explicarán de fuerza, caudal y teoremade Bernoille son la clave del entendimiento de la hidráulica.
PRINCIPIOS Y LEYES FUNDAMENTALES DE LA HIDRÁULICA
Los aceites no son comprensibles (pero sí elásticos).
Los aceites transmiten en todas las direcciones la presión que se les aplica (principio de Pascal)
Los aceites toman la forma de la tubería o aparato, por los que circulan en cualquier dirección.
Los aceitespermiten multiplicar la fuerza aplicada -prensa hidráulica- (Fig. l). Las fuerzas aplicadas y transmitidas son directamente proporcionales a sus superficies.
La presión en el punto 1 es igual a la presión en el punto 2:
Fig. 1. Prensa Hidráulica
F = Fuerza.
P = Presión.
S = Superficie.
La fuerza se expresa en Kg. y Newton (1 Kg. = 10 Newton).
La presión se expresa en kg/cm², bar,atmósferas o psi (1 kg/cm² M2 = 1 bar = 1 atmósfera = 14,2 psi).
Caudal
Es la cantidad de aceite que se desplaza por una tubería o aparato en un tiempo determinado.
siendo,
Q = Caudal.
S = Superficie tubería.
V = Velocidad.
En hidráulica el caudal se da en litros por minuto (l/min), la superficie en centímetros cuadrados (cm²) y la velocidad en metros por segundo (m/seg).Para poder aplicar la fórmula en estas unidades tenemos que hacer lo siguiente: el caudal en l/min lo tenemos que pasar a cm³/seg:
La superficie en cm².
La velocidad en cm/seg.
tenemos
de donde,
Ley de la continuidad
Establece que el caudal es constante a lo largo de un circuito. Supongamos una tubería de la forma de la figura 3:
Fig. 3.Explicación ley de la continuidad
de donde
Teorema de Bernoille
Dice que la energía total de un fluido permanece constante en cualquier punto de¡ circuito hidráulico.
La energía total del aceite en un punto de la instalación es la suma de tres energías:
donde,
Eh = Energía potencial.
m = Masa.
g = Gravedad.
h = Altura.
No es tenida en cuenta enhidráulica, salvo en máquinas o instalaciones de más de 10 m de altura (alguna prensa).
Energía de presión (Ep)
Es la energía que contiene un cuerpo cuando está comprimido a una presión y que es capaz de entregar cuando se libera:
importante en hidráulica, ya veremos sus aplicaciones.
Energía cinética (Ec)
En los circuitos hidráulicos la velocidad del aceite no debe pasar de 7m/seg (ya diremos el porqué).
APLICACIONES DE LA LEY DE LA CONTINUIDAD Y DEL TEOREMA DE BERNOILLE
Aplicando la ley de la continuidad, el caudal que pasa por los puntos 1, 2 y 3 es el mismo, la velocidad en el punto 1 es menor que en el 2 y ésta, a su vez, menor que en el punto 3 (se explica en la figura 4). Aplicando el teorema de Bernoille, la presión en el punto 1, y que marca elmanómetro P1, es mayor que en el punto 2 y ésta, a su vez, es mayor que en el punto 3.
Vista de una bomba hidráulica seccionada. Podemos comprobar fácilmente que la entrada de agua la realiza por la parte derecha, y la salida por la parte superior. Entre la entrada y la salida se encuentra el rodete de impulsión.
Otra aplicación son los filtros proporcionales (se estudiarán con los filtros)....
Introducción
Antes de estudiar aparatos, tener claros unos principios físicos que son esenciales en la interpretación del porqué el aceite hidráulico trabaja en aparatos y mecanismos de una determinada manera (fuerzas, velocidades y trabajos).
El nombre correcto es oleohidráulica al ser el aceite el fluido que generalmente circula por las tuberías (en el lenguajepráctico se nombra como hidráulica).
Su definición sería: «La técnica hidráulica tiene por objeto el estudio de las leyes de equilibrio y movimiento del aceite hidráulico con miras a su aplicación práctica».
Veremos los principios, leyes y magnitudes esenciales para entender el funcionamiento de los circuitos hidráulicos.
Los conceptos que a continuación se explicarán de fuerza, caudal y teoremade Bernoille son la clave del entendimiento de la hidráulica.
PRINCIPIOS Y LEYES FUNDAMENTALES DE LA HIDRÁULICA
Los aceites no son comprensibles (pero sí elásticos).
Los aceites transmiten en todas las direcciones la presión que se les aplica (principio de Pascal)
Los aceites toman la forma de la tubería o aparato, por los que circulan en cualquier dirección.
Los aceitespermiten multiplicar la fuerza aplicada -prensa hidráulica- (Fig. l). Las fuerzas aplicadas y transmitidas son directamente proporcionales a sus superficies.
La presión en el punto 1 es igual a la presión en el punto 2:
Fig. 1. Prensa Hidráulica
F = Fuerza.
P = Presión.
S = Superficie.
La fuerza se expresa en Kg. y Newton (1 Kg. = 10 Newton).
La presión se expresa en kg/cm², bar,atmósferas o psi (1 kg/cm² M2 = 1 bar = 1 atmósfera = 14,2 psi).
Caudal
Es la cantidad de aceite que se desplaza por una tubería o aparato en un tiempo determinado.
siendo,
Q = Caudal.
S = Superficie tubería.
V = Velocidad.
En hidráulica el caudal se da en litros por minuto (l/min), la superficie en centímetros cuadrados (cm²) y la velocidad en metros por segundo (m/seg).Para poder aplicar la fórmula en estas unidades tenemos que hacer lo siguiente: el caudal en l/min lo tenemos que pasar a cm³/seg:
La superficie en cm².
La velocidad en cm/seg.
tenemos
de donde,
Ley de la continuidad
Establece que el caudal es constante a lo largo de un circuito. Supongamos una tubería de la forma de la figura 3:
Fig. 3.Explicación ley de la continuidad
de donde
Teorema de Bernoille
Dice que la energía total de un fluido permanece constante en cualquier punto de¡ circuito hidráulico.
La energía total del aceite en un punto de la instalación es la suma de tres energías:
donde,
Eh = Energía potencial.
m = Masa.
g = Gravedad.
h = Altura.
No es tenida en cuenta enhidráulica, salvo en máquinas o instalaciones de más de 10 m de altura (alguna prensa).
Energía de presión (Ep)
Es la energía que contiene un cuerpo cuando está comprimido a una presión y que es capaz de entregar cuando se libera:
importante en hidráulica, ya veremos sus aplicaciones.
Energía cinética (Ec)
En los circuitos hidráulicos la velocidad del aceite no debe pasar de 7m/seg (ya diremos el porqué).
APLICACIONES DE LA LEY DE LA CONTINUIDAD Y DEL TEOREMA DE BERNOILLE
Aplicando la ley de la continuidad, el caudal que pasa por los puntos 1, 2 y 3 es el mismo, la velocidad en el punto 1 es menor que en el 2 y ésta, a su vez, menor que en el punto 3 (se explica en la figura 4). Aplicando el teorema de Bernoille, la presión en el punto 1, y que marca elmanómetro P1, es mayor que en el punto 2 y ésta, a su vez, es mayor que en el punto 3.
Vista de una bomba hidráulica seccionada. Podemos comprobar fácilmente que la entrada de agua la realiza por la parte derecha, y la salida por la parte superior. Entre la entrada y la salida se encuentra el rodete de impulsión.
Otra aplicación son los filtros proporcionales (se estudiarán con los filtros)....
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