Salud Ocupacional

HIDRAULICA

2003

INTRODUCCION A LA HIDRAULICA

Conceptos de Físicas

Fuerza = Es la causa que produce un cambio de dirección velocidad

Presión = Es la fuerza ejercida en un área determinada

Trabajo

Flujo

Caudal

Area

Volumen

= Es la fuerza necesaria para desplazar un elemento en una

distancia determinada

= Es el movimiento del liquido

= Es volumen desplazado en una unidad de tiempo

= Es la superficie largo X ancho

= Una área por una altura

El empleo de los mandos hidráulicos se generaliza sobre toda las ramas de la Industria, esta nos permite llevar energía por diferentes circuitos con

la perdida mínima, en lugares remotos de difícil acceso

Una definición de hidráulica es": EL USO DE LOS LIQUIDOS PARA

REALIZAR UN TRABAJO"

En el caso de Caterpillar en los equipos de movimiento de tierra

FORMA BASICA DE UN SISTEMA HIDRAULICO

La figura muestra un esquema de un sistema hidráulico básico

Actuamos con una fuerza sobre él embolo de una bomba simple. La fuerza

dividida por la superficie nos da la presión ( P= F/A)

Cuando más se empuje él embolo, es decir cuando mayor es la fuerza,

mas crecerá la presión, que actúa sobre la superficie, y puede levantar la

carga ( F= P x A)

Si la carga pertenece constante, la presión no aumentara mas, la presión

se acomoda siempre a la resistencia que se opone al flujo Del liquido.

La carga puede ser movida solo si se logra alcanzar la presión requerida. La velocidad con que se mueve la carga depende solo del caudal que se suministra al cilindro. En la figura ello implica que cuando más rápido es desplazado él embolo hacia abajo mayor es el caudal mayor es el caudal

que llega al cilindro mayor es la velocidad

En la practica, sin embargo este sistema tiene que ser completado Con elementos adicionales. Es necesario introducir dispositivos que influyen por ejemplo en el sentido de desplazamiento del cilindro, la velocidad y la presión que puede soportar el sistema.

PRINCIPIOS DE LA ENERGIA HIDRAULICA

Para un estudio detallado sobre el movimiento de los fluidos a presión en

tubería, seria necesario un tratamiento detenido y profundo. El presente trabajo tan solo pretende ayudar a comprender el funcionamiento de los

circuitos oleodinamicos limitándose a recordar algunos fundamentos

MAGNITUDES FUNDAMANTALES

Definiciones y reducciones del sistema internacional de Unidades ISO Una masa (en sentido de cantidad de materia) de 1 Kg. produce en la tierra una fuerza de 1 Kg. Según la Ley de Newton:

F= M x a

Fuerza = Masa x Aceleracion

Kg. m/ S 2

Según el sistema antiguo se utilizaba la aceleracion de gravedad como a

aceleracion

F= m x g

1kp = 1 Kg. x 9,81 m/s2 = 9,81 Kg. x m/ s2

según el sistema SI, se expresa la fuerza en Newton (N)

1N = 1Kg x 1m / s2 = 1 Kg. X m/ s2 entonces es:

1Kp = 9,81 N

HIDROESTATICA

PRESION HIDROESTATICA

Una columna de liquido ejerce, por su propio peso

,Una presión sobre una superficie en que actúa. La presión es función de la columna en función de la altura de la columna (h), de la densidad (&) y

de la aceleracion de gravedad (g)

Presión = h x & x g

Si se toman recipientes de formas distintas y llenados con el mismo

liquido, la presión será función solamente de la altura

P1 = P2 =P3, A1=A2 =A3 LA FUERZA RESULTANTE

F1= F2= F3

PRESION POR FUERZAS EXTERNAS (LEY DE PASCAL)

Actúa una fuerza externa F sobre una superficie A, se produce en él

liquido una presión

La presión es función de la magnitud de la fuerza perpendicular ala

superficie

P= F/A

LA PRESION SE DISTRIBUYE UNIFORMEMENTE EN TODOS LOS

SENTIDOS ES IGUAL EN TODOS LADOS

Esto ocurre despreciando la presión del peso del liquido que debe ser

adicionado en funsion de la altura

Esta presión, en relación a las presiones con que se trabajan en la

hidráulica, se puede despreciar; por ejemplo:

10m de columna de agua =1 bar

TRANSMISION HIDRAULICA DE FUERZA

Dado que la presión se distribuye uniformemente en él liquido, la forma del recipiente no tiene ninguna influencia.

Para poder analizar la presión resultante por la acción de una fuerza

externa tomamos como ejemplo el sistema mostrado en la figura

Si actuamos con la fuerza F1 sobre la superficie A1 producimos la presión:

P= F1/A1

La presión P actúa uniformemente en todo él liquido, es decir, también

sobre la superficie A2. La fuerza se puede obtener ( compatible con una

carga a levantar) es:

F2 = P x A2

Entonces F1 / A1 = F2/A2 ó F2/F1 = A2/A1

Las fuerzas son directamente proporcionales alas superficies.

En estos sistemas la presión esta siempre en relación con la carga

actuante y la superficie solicitada. Esto, equivale a decir que la presión

aumenta hasta vencer a la carga que se opone. La carga puede ser

levantada solo si la presión producida por la fuerza F1 y la superficie A1 es

lo suficientemente alta ( los rozamientos no se tienen en cuenta)

Los espacios S1 y S2 recorriendo por los émbolos están en relación

inversa a sus superficies:

S1/ S2 = A2/ A1

El trabajo del embolo 1 es igual al trabajo del embolo 2

W1= F1 x S1 W2 = F2 x S2

PRINCIPIO DE LA TRANSMISION DE PRESION

Dos émbolos de distinto tamaño están unidos por una barra. Si sobre la

superficie A1 actua la presion P1, se obtiene en él embolo grande la

fuerza F1.esta se transmite ala barra al embolo pequeño y actúa sobre la

superficie A2 produciendo una presión P2

Sin tener encuenta el razonamiento:

F1= F2 = F

P1 x A1 = P2 x A2

Entonces P1 x A1 = F1

P2 x A2 = F2

Ó P1 / P2 = A2 / A1

En conclusión la presión es inversamente proporcional a la superficie

HIDRODINAMICA

Ecuación del flujo

Si un liquido fluye por un tubo de sección variable, el volumen que pasa

por unidad de tiempo es el mismo, independiente de la sección

La velocidad del flujo varia

Caudal Q = V/ t

Q = caudal

V = volumen

T = tiempo

A = superficie

S = espacio

V=AxS

Reemplazando Q = A x S / t

El espacio S en el tiempo es = velocidad v = S/t

Obtenemos Q = A x v

Ecuación de continuidad

A1 x v1 A2 x v2 Q1 = Q2

Ecuación de la energía de Bernoulli

Esta ecuación nos dice que en un flujo la energía permanece constante

siempre que no haya intercambio con el exterior

La energía total esta compuesta por:

Energía potencial = energía de posición en función de la altura de la

columna del fluido. Energía de presión ( presión estática)

al energía Cinemática =energía del movimiento en función de la velocidad

del flujo Presión dinámica

Ecuación de Bernoulli

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