Propiedades de los fluidos, principios básicos
Presión = Fuerza / Superficie
Presión: se define como la relación entre la fuerza ejercida sobre la superficie de un cuerpo.
Unidades: 1 atmósfera ˜ 1 bar = 1 kg/cm2 = 105 pascal
Caudal: es la cantidad de fluido que atraviesa la unidad de superficie en la unidad de tiempo.
Caudal = Volumen / tiempo
Potencia: es la presión que ejercemos multiplicada por el caudal.
W(potencia) = Presión * Caudal
Presión atmosférica, absoluta y relativa
Los manómetros indican el valor de presión relativa
Ventajas del aire comprimido
– Es abundante (disponible de manera ilimitada).
– Transportable (fácilmente transportable, además los conductos de retorno son innecesarios).
– Se puede almacenar (permite el almacenamiento en depósitos).
– Resistente a las variaciones de temperatura.
– Es seguro, antideflagrante (no existe peligro de explosión ni incendio).
– Limpio (lo que es importante para industrias como las químicas, alimentarias, textiles, etc.).
– Los elementos que constituyen un sistema neumático, son simples y de fácil comprensión).
– La velocidad de trabajo es alta.
– Tanto la velocidad como las fuerzas son regulables de una manera continua.
– Aguanta bien las sobrecargas (no existen riesgos de sobrecarga, ya que cuando ésta existe, el elemento de trabajo simplemente para sin daño alguno).
Desventajas del aire comprimido
Necesita de preparación antes de su utilización (eliminación de impurezas y humedad).
Debido a la compresibilidad del aire, no permite velocidades de los elementos de trabajo regulares y constantes.
Los esfuerzos de trabajo son limitados (de 20 a 30000 N).
Es ruidoso, debido a los escapes de aire después de su utilización.
– Es costoso. Es una energía cara, que en cierto punto es compensada por el buen rendimiento y la facilidad de implantación.
Fundamentos físicos
La ley de los gases perfectos relaciona tres magnitudes, presión (P), volumen (V) y temperatura (T), mediante la siguiente fórmula:
P * V =m * R * T
Donde :
P = presión (N/m2).
V = volumen especifico (m3/kg) .
m = masa (kg).
R = constante del aire (R = 286,9 J/kg*ºk).
T = temperatura (ºk)
Fundamentos físicos
– Si mantenemos constante la temperatura tenemos:
P * V = cte.
Luego en dos estados distintos tendremos:
P1 * V1 = P2 * V2
P1 / P2 = V2 /V1
ley de Boyle-Mariotte
Fundamentos físicos
Si ahora mantenemos la presión constante tenemos.
V/T = cte.
Luego en dos estados distintos tendremos:
V1/T1 = V2/T2
ley de Gay-Lussac
Si ahora mantenemos el volumen constante tenemos.
P/T = cte.
Luego en dos estados distintos tendremos:
P1/T1 = P2/T2
ley de Charles
Fluidos hidráulicos
El Principio de Pascal, que dice así: Cuando se aplica presión a un fluido encerrado en un recipiente, esta presión se transmite instantáneamente y por igual en todas direcciones del fluido.
P = F1/S1 y P = F2/S2
Por lo que podemos poner
F1/S1 = F2/S2
otra forma de expresarlo es:
F1*S2 = F2 * S1
Fluidos hidráulicos, oleohidráulicos
Las ventajas de la oleohidráulica son:
-Permite trabajar con elevados niveles de fuerza o momentos de giro.
-El aceite empleado en el sistema es fácilmente recuperable.
-La velocidad de actuación es fácilmente controlable.
-Las instalaciones son compactas.
-Protección simple contra sobrecargas.
-Pueden realizarse cambios rápidos de sentido.
Desventajas de la oleohidráulica son:
-El fluido es más caro.
-Se producen perdidas de carga.
-Es necesario personal especializado para la manutención.
-El fluido es muy sensible a la contaminación.
Símbolos
(Gp:) Conexiones
(Gp:) Símbolo
(Gp:) Descripción
(Gp:) Unión de tuberías.
(Gp:) Cruce de tuberías.
(Gp:) Fuente de presión, hidráulica, neumática.
(Gp:) Escape sin rosca.
(Gp:) Escape con rosca.
(Gp:) Retorno a tanque.
(Gp:) Unidad operacional.
(Gp:) Unión mecánica, varilla, leva, etc.
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