Ciencia
Páginas: 6 (1343 palabras)
Publicado: 18 de noviembre de 2009
FESTO DIDACTIC
Fundamentos físicos de la hidráulica
2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA HIDRÁULICA.
Hidromecánica. La hidráulica es parte de la hidromecánica, esta estudia las fuerzas y los movimientos transmitidos por medio de fluidos líquidos.
Figura 3 - Clasificación de la hidromecánica
Presión. La presión hidrostática (pS) es la presión que surge en un líquido por efecto de la masalíquida: densidad (ρ), aceleración de la gravedad (g) y su altura (h):
pS = h ⋅ ρ ⋅ g
Figura 4 - Presión hidrostática
Hidráulica Industrial H-511
4
FESTO DIDACTIC
Fundamentos físicos de la hidráulica
Todo cuerpo ejerce una determinada presión (p) sobre la superficie en la que se apoya. La magnitud de la presión depende de la fuerza del peso (F) del cuerpo y de la superficie (A) enla que actúa dicha fuerza.
p= F A
Figura 5 - Fuerza, superficie
Propagación de la presión.
Figura 6 - Propagación de la presión
Si una fuerza (F) actúa sobre una superficie (A) de un líquido contenido en un recipiente cerrado, surge una presión (p) que se extiende en todo el líquido (ley de Pascal). En todos los puntos del sistema la presión es la misma.
Hidráulica Industrial H-5115
FESTO DIDACTIC
Fundamentos físicos de la hidráulica
Multiplicación de fuerzas.
Figura 7 - Multiplicación de la fuerza
Haciendo uso de la ley de Pascal se tiene:
p1 =
F1 A1
y
p2 =
F2 A2
el sistema se encuentra en equilibrio, entonces:
p1 = p 2 aplicando las dos ecuaciones, se obtiene:
F1 F = 2 A1 A 2 o F1 A = 1 F2 A 2
Hidráulica Industrial H-511
6 FESTO DIDACTIC
Fundamentos físicos de la hidráulica
Multiplicación de distancias.
Figura 8 - Multiplicación de la distancia
Para desplazar una carga es necesario que se desplace una cantidad de fluido. El volumen desplazado se calcula de la siguiente manera:
V1 = s 1 ⋅ A 1
y
V2 = s 2 ⋅ A 2
Tratándose del mismo volumen desplazado, se obtiene: s1 ⋅ A 1 = s 2 ⋅ A 2 o s2 A = 1s1 A 2
Multiplicador de presión.
Figura 9 - Multiplicador de presión
Hidráulica Industrial H-511
7
FESTO DIDACTIC
Fundamentos físicos de la hidráulica
Se deducen las siguientes ecuaciones: F1 = p 1 ⋅ A 1 y F2 = p 2 ⋅ A 2
la fuerza se transmite mediante el vástago sólido, haciendo iguales las fuerzas, entonces: p1 ⋅ A 1 = p 2 ⋅ A 2 o p1 A 2 = p2 A1
En el caso de uncilindro de doble efecto surgen presiones demasiado elevadas por efecto de la multiplicación, si está bloqueada la salida en la cámara del lado del vástago.
Figura 10 - Multiplicación de la presión con un cilindro de doble efecto
Caudal.
Es el volumen de líquido (V) que fluye a través de una sección en una unidad de tiempo definida (t). En la hidráulica se emplea el símbolo Q para denominar elcaudal.
Q=
V t
Ecuación de continuidad.
Tomamos como base la fórmula de caudal y sustituimos la siguiente ecuación:
V = A⋅s
Hidráulica Industrial H-511
8
FESTO DIDACTIC
Fundamentos físicos de la hidráulica
siendo s la longitud del tubo y A el área transversal, tenemos:
Q= A⋅s t
como la velocidad (v) está definida como distancia (s) sobre tiempo (t), entonces:
Q =A⋅v
El caudal de un líquido fluye por un tubo de diferentes secciones transversales es igual en cualquier parte del tubo.
Q = A 1 ⋅ v 1 = A 2 ⋅ v 2 = A 3 ⋅ v 3 =K = A n ⋅ v n
Figura 11 - Caudal volumétrico
Tipos de caudal.
El caudal puede ser laminar o turbulento.
Figura 12 - Caudal laminar y turbulento
Hidráulica Industrial H-511
9
FESTO DIDACTIC
Fundamentos físicosde la hidráulica
Si el caudal es laminar, el líquido fluye en forma de capas cilíndricas y ordenadas. Las capas interiores fluyen a velocidades mayores que las capas exteriores. A partir de determinada velocidad del fluido ya no avanzan en capas ordenadas ya que las partículas que fluyen en el centro del tubo se desvían lateralmente, con lo que se provoca una perturbación formándose...
Fundamentos físicos de la hidráulica
2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA HIDRÁULICA.
Hidromecánica. La hidráulica es parte de la hidromecánica, esta estudia las fuerzas y los movimientos transmitidos por medio de fluidos líquidos.
Figura 3 - Clasificación de la hidromecánica
Presión. La presión hidrostática (pS) es la presión que surge en un líquido por efecto de la masalíquida: densidad (ρ), aceleración de la gravedad (g) y su altura (h):
pS = h ⋅ ρ ⋅ g
Figura 4 - Presión hidrostática
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Todo cuerpo ejerce una determinada presión (p) sobre la superficie en la que se apoya. La magnitud de la presión depende de la fuerza del peso (F) del cuerpo y de la superficie (A) enla que actúa dicha fuerza.
p= F A
Figura 5 - Fuerza, superficie
Propagación de la presión.
Figura 6 - Propagación de la presión
Si una fuerza (F) actúa sobre una superficie (A) de un líquido contenido en un recipiente cerrado, surge una presión (p) que se extiende en todo el líquido (ley de Pascal). En todos los puntos del sistema la presión es la misma.
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Multiplicación de fuerzas.
Figura 7 - Multiplicación de la fuerza
Haciendo uso de la ley de Pascal se tiene:
p1 =
F1 A1
y
p2 =
F2 A2
el sistema se encuentra en equilibrio, entonces:
p1 = p 2 aplicando las dos ecuaciones, se obtiene:
F1 F = 2 A1 A 2 o F1 A = 1 F2 A 2
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Multiplicación de distancias.
Figura 8 - Multiplicación de la distancia
Para desplazar una carga es necesario que se desplace una cantidad de fluido. El volumen desplazado se calcula de la siguiente manera:
V1 = s 1 ⋅ A 1
y
V2 = s 2 ⋅ A 2
Tratándose del mismo volumen desplazado, se obtiene: s1 ⋅ A 1 = s 2 ⋅ A 2 o s2 A = 1s1 A 2
Multiplicador de presión.
Figura 9 - Multiplicador de presión
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Se deducen las siguientes ecuaciones: F1 = p 1 ⋅ A 1 y F2 = p 2 ⋅ A 2
la fuerza se transmite mediante el vástago sólido, haciendo iguales las fuerzas, entonces: p1 ⋅ A 1 = p 2 ⋅ A 2 o p1 A 2 = p2 A1
En el caso de uncilindro de doble efecto surgen presiones demasiado elevadas por efecto de la multiplicación, si está bloqueada la salida en la cámara del lado del vástago.
Figura 10 - Multiplicación de la presión con un cilindro de doble efecto
Caudal.
Es el volumen de líquido (V) que fluye a través de una sección en una unidad de tiempo definida (t). En la hidráulica se emplea el símbolo Q para denominar elcaudal.
Q=
V t
Ecuación de continuidad.
Tomamos como base la fórmula de caudal y sustituimos la siguiente ecuación:
V = A⋅s
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Fundamentos físicos de la hidráulica
siendo s la longitud del tubo y A el área transversal, tenemos:
Q= A⋅s t
como la velocidad (v) está definida como distancia (s) sobre tiempo (t), entonces:
Q =A⋅v
El caudal de un líquido fluye por un tubo de diferentes secciones transversales es igual en cualquier parte del tubo.
Q = A 1 ⋅ v 1 = A 2 ⋅ v 2 = A 3 ⋅ v 3 =K = A n ⋅ v n
Figura 11 - Caudal volumétrico
Tipos de caudal.
El caudal puede ser laminar o turbulento.
Figura 12 - Caudal laminar y turbulento
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Si el caudal es laminar, el líquido fluye en forma de capas cilíndricas y ordenadas. Las capas interiores fluyen a velocidades mayores que las capas exteriores. A partir de determinada velocidad del fluido ya no avanzan en capas ordenadas ya que las partículas que fluyen en el centro del tubo se desvían lateralmente, con lo que se provoca una perturbación formándose...
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