Hidraulica

Oleohidráulica

Fundamentos Oleohidráulicos.

Introducción

Antes de estudiar aparatos, hay que tener claros los principios físicos que son esenciales en la interpretación del porqué el aceite hidráulico trabaja en aparatos y mecanismos de una determinada manera (fuerza, velocidad, trabajo).

El nombre correcto es oleohidráulica al ser el aceite el fluido que generalmente circula por lastuberías (en el lenguaje práctico 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.

Los conceptos que a continuación se explicarán de fuerza, caudal y teorema de Bernoille son la clave del entendimiento de la hidráulica.

Principios y leyesfundamentales

• Los aceites no son compresibles (pero si elásticos).
• Los aceites transmiten la presión aplicada en todas las direcciones (Principio de Pascal).
• Los aceites toman la forma de la tubería o aparato, por los que circula en cualquier dirección.
• Los aceites permiten multiplicar la fuerza aplicada (prensa hidráulica, figura 1)
• Las fuerzas aplicadas ytransmitidas son directamente proporcionales a sus superficies.

En la siguiente figura, La presión en el punto 1 es igual a la del punto 2.

[pic]

Las relaciones de presión - fuerza en los puntos 1 y 2 son:

[pic] [pic]

siendo,

P Presión.
FA y FB Fuerza.
SA y SB Superficie.

Entonces se cumple que

[pic]

Fuerza Hidráulica.

Es igual al producto del apresión por la superficie (área) sobre la que actúa:

[pic]

Caudal.

Es la cantidad de aceite que se desplaza por una tubería o aparato en un tiempo determinado.

[pic]

siendo,

Q Caudal.
V Velocidad.

En hidráulica el caudal tiene las unidades de litros por minuto (l/min.), la superficie en centímetros cuadrados (cm2) y la velocidad en metros por segundo (m/seg.).Para poder aplicar las formulas anteriores es necesario hacer lo siguiente: convertir el caudal de l/min., a cm3/seg., y la velocidad a cm. /seg. Así tenemos:

[pic]

Es decir; Q (l/min.) = 6 * S (cm2) * V (m/seg.)

Ley de continuidad.

Establece que el caudal es constante a lo largo de un circuito. Supongamos una tubería como el que se muestra en la siguiente figura.

[pic]

Q(punto 1) = q (caudal punto2)

Punto 1 Punto 2

Q = S * V q = s * v

Donde

Q = q

O

S * V = s * v

Teorema de Bernoille.

Dice que la energía total de un fluido permanece constante en cualquier punto del circuito hidráulico. La energía total del aceite en un punto de la instalación es la suma de tres energías:

Energía hidrostática

Eh = m * g * h

Donde

Eh = Energíahidrostática (Energía potencial)
m = Masa
g = Gravedad
h = altura
No es tenida en cuenta en hidráulica, salvo en máquinas o instalaciones de más de 10 metros de altura (alguna prensa).

Energía de Presión.

Es la energía que contiene un cuerpo cuando esta comprimido a una presión y que es capaz de entregarla cuando se libera:

Ep = P * V´

Donde

V´ = Volumen

Energía CinéticaEc = (1/2) m * V2

En los circuitos hidráulicos la velocidad del aceite no debe pasar los 7 m/seg. Aplicando la ley de 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 punto 2 y ésta a su vez menor que en el punto 3. Aplicando el teorema de Bernoille, la presión en el punto 1 y que marca el manómetro P1, es mayor en el punto 2y éste a su vez es mayor que en el punto 3.

Velocidades máximas:

• Tubería de aspiración = 1 m/seg.
• Tuberías de trabajo = 6 m/seg.
• Tuberías de retorno = 2 m/seg.

Caída de presión o pérdida de carga.

Es la pérdida de presión que sufre un aceite al pasar por una tubería, válvula o aparato (figura 3).

[pic]
[pic]
Donde:

p = Pérdida de carga en bar....