Mantenimiento sistema hidraulico

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Mecánica de Fluidos y Termodinámica

Unidad I

MECÁNICA DE FLUIDOS

Es la rama de la mecánica que estudia el comportamiento de los fluidos, ya sea en reposo o en movimiento. 1. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS Son las características descriptivas del comportamiento de los fluidos 1.1 FLUIDO Los fluidos son sustancias cuyas moléculas gozan de gran movilidad uno respectos a lasotras, tomando la forma del recipiente que las contiene. Cuando están en reposo, los fluidos no pueden soportar fuerzas tangenciales o cortantes. Los fluidos pueden dividirse en líquidos y gases, diferenciándose en: a) Los líquidos son prácticamente incompresibles y los gases son compresibles. b) Los líquidos ocupan un volumen definido y tienen superficies libres, mientras que una masa de gas seexpansiona hasta ocupar todas las partes del recipiente que lo contenga. Fluido compresible

F F F F F F

1

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Fluido incompresible

F

F

F

F F F

1.2

SISTEMAS DE UNIDADES

Cantidad Longitud Masa tiempo Fuerza temperatura energia potencia

Sist. internacional METRO kilogramo segundo newton kelvin joule watt (m) (KG) (S) (N)(k) (j) (w) pie (FT)

Sist. ingles

libra masa segundo libra fuerza rankine pie-libra LBF) hp (HP)

(LBM) (S) (LBF) (r) (FT-

1.3

DENSIDAD La densidad

ρ

de una sustancia es la masa por unidad de volumen de

dicha sustancia. En los líquidos, ρ puede considerarse constante para las variaciones ordinarias de presión. La densidad del agua para las temperaturas más comunes es de 1g/cm3. La densidad de los gases puede calcularse mediante la ecuación de estado de los gases:

ρ=

P RT

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Donde P es la presión absoluta, R es la constante del gas y T es la temperatura absoluta. 1.4 PESO ESPECÍFICO El peso específico

γ

de una sustancia es el peso de la unidad de volumen

de dicha sustancia. En los líquidos, γpuede considerarse constante. El peso especifico del agua para las temperaturas más comunes es de 1 kgf/dm3. El peso específico de una sustancia se relaciona con su densidad mediante la siguiente ecuación:

γ = ρ⋅ g
Donde 1.5

ρ

es la densidad y g es la aceleración de la gravedad.

DENSIDAD RELATIVA DE UN CUERPO La densidad relativa de un cuerpo es un numero adimensional que viene dadopor la relación de el peso de un cuerpo al peso de un volumen igual de una sustancia que se toma como referencia. .Los sólidos y los líquidos se refieren al agua a 20ºC, mientras que los gases se refieren al aire libre.
Peso de la sus tan cia Peso de igual volumen de agua peso especifico de la sus tan cia peso especifico del agua densidad de la sus tan cia densidad del agua

Densidad relativade una sus tan cia =

=

=

1.6

VISCOSIDAD DE UN FLUIDO Es la propiedad con la que se mide la resistencia del fluido ante la aplicación de un esfuerzo de corte. Se refiere al resultado de la fricción interna originada cuando una capa de fluido se mueve respecto a otra capa paralela adyacente.

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U
V dy dV

Placa móvil

F yPlaca fija

La figura de arriba, fue utilizada por Isaac Newton para definir viscosidad por primera vez. Muestra dos placas planas y paralelas de grandes dimensiones, separadas una pequeña distancia y, y con el espacio dentro de ellas lleno de fluido. La placa superior se mueve con una velocidad constante U al actuar sobre ella una fuerza F, también constante. La experiencia ha demostrado quela fuerza F varia directamente con el área A de la placa, con la velocidad U e inversamente proporcional con la separación y.

F dv =µ⋅ A dy
Donde µ es la constante de proporcionalidad para un fluido dado y se denomina viscosidad absoluta o dinámica. Al término

dv se le denomina velocidad angular de deformación. dx

Y al término

F se le denomina esfuerzo de corte: τ A dv τ =µ⋅ dy...