2. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS...
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1. INTRODUCCIÓN 2. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS HIDRÁULICOS 3. REGIMEN LAMINAR Y TURBULENTO 4. CONCEPTOS Y PRINCIPIOS F´SICOS 5. INSTALACIONES HIDRÁULICAS 6. CIRCUITOS CARACTERÍSTICOS DE APLICACIÓN
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1. INTRODUCCIÓN2. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS HIDRÁULICOS3. REGIMEN LAMINAR Y TURBULENTO4. CONCEPTOS Y PRINCIPIOS F´SICOS5. INSTALACIONES HIDRÁULICAS6. CIRCUITOS CARACTERÍSTICOS DE APLICACIÓN
HIDRÁULICACiencia y
técnica queestudia la
transmisión yel control de
fuerzas ymovimientospor medio de
fluidos
Se emplea en laconstrucciónde máquinas
herramientas,prensa,
automóviles,barcos,
aviones…
Empleapresiones de
entre 100 y 600bares.
EJEMPLO DE APLICACIÓN
Aceite mineral proveniente del petróleo
PROPIEDADES DELOS FLUIDOSHIDRÁULICOS
DENSIDAD
PRESIÓN DEVAPOR
VISCOSIDAD TESIÓNSUPERFICIAL
PUNTO DEFLUIDEZ
RESISENCIAA LA
OXIDACIÓN
Densidad relativa:cociente entre ladensidad de una
sustancia y la del aguadestilada a 4ºC
Peso especifico:relación entre el peso y
el volumen
Densidad absoluta:relación entre masa y
volumen
DENSIDAD
PRESIÓN DE VAPORPRESIÓN DEL VAPOR EN UN RECIPIENTE CERRADO• EVAPORACIÓN: PRESIÓN DE VAPOR IGUAL A PRESIÓN EXTERIOR• CONDENSACIÓN: PASO DE GAS A LIQUIDO• EQUILIBRIO DINÁMICO ENTRE LA EVAPORACIÓN Y CONDENSACIÓN
LA PRESIÓN DE VAPOR DEPENDE DE:• LA TEMPERATURA: TEMPERATURA DE EBULLICIÓN• LA NATURALEZA DEL LÍQUIDO• LA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN SE ALCANZA AL IGUALARSE LA
PRESIÓN EXTERIOR CON LA PRESIÓN DE VAPOR.
CAVITACIÓN• EFECTO HIDRODINÁMICO DE UN LIQUIDO QUE PASA A GRAN
VELOCIDAD POR UNA ARISTA AFILADA Y PRODUCIENDOSE UNADESCOMPRESIÓN DEL FLUIDO QUE PUEDE DAR LUGAR A LAEBULLICIÓN Y CONDENSACIÓN BRUSCA
• TIENE EFECTOS NEGATIVOS SOBRE LAS BOMBAS, TURBINAS, HELICES
VISCOSIDAD
CONCEPTO• RESISTENCIA QUE
OFRECEN LASMOLECULAS DE UNFLUIDO AL DESLIZARUNAS SOBRE OTRAS
VISCOSIDADDINÁMICA• LEY DE NEWTON• COEFICIENTE DE
FRICCIÓN INTERNADE UN FLUIDO
• VARÍA CON T• Pa . S
VISCOSIDADCINEMÁTICA• SOLO DEPENDE DE T• M2/s
INDICE DEVISCOSIDAD (I.V.)• INDICA LA
VARIACIÓN DE LAVISCOSIDAD CON T
• REFERENCIA 100• A MAS I.V. MENOS
VARIACIÓN DE LAVISCOSIDAD CON T.
• ADITIVOS PARAACEITESMULTIGRADOS
TENSIÓN SUPERFICIAL
FENÓMENO POR EL CUAL LA SUPERFICIEDE UN LÍQUIDO TIENDE A COMPORTARSECOMO UNA DELGADA PELÍCULA ELÁSTICA• Es debida a las fuerzas de cohesión intermoleculares y a
las de adherencia del f luido al sólido: capilaridad
• MENISCOS:
OTRAS PROPIEDADES DE LOSFLUIDOS HIDRÁULICOS
PUNTO DE FLUIDEZ
• MÍNIMA TEMPERATURA ALA QUE UN LÍQUIDOPUEDE FLUIR.
• CONVIENE QUE SEA 10º CMÁS BAJA QUE EL PUNTODE UTILIZACIÓN.
RESISTENCIA A LAOXIDACIÓN
• ACEITES HIDRÁULICOSCON C –H FACILMENTEOXIDABLES.
• DAN PRODUCTOSSOLUBLES E INSOLUBLESPERJUDICIALES.
• LOS SOLUBLES CORROENY AUMENTAN LAVISCOSIDAD.
• LOS INSOLUBLESOBTURAN LOS ORIFICIOS.
RÉGIMEN LAMINAR Y TURBULENTO• Trayectorias que describen cada una de las
partículas al circular por un conducto.• Líneas de corriente o de flujo.
,
• La velocidad del fluido no sobrepasa un ciertolímite.
• El movimiento se realiza por capas.laminar
• A partir de la velocidad crítica las capas de fluidose entremezclan.
• Formación de remolinos.turbulenteo
• Combinación de factores que determinan el tipode régimen.
• Si N > 12400, tenemos régimen turbulento
Número deReynolds
PRINCIPIO DE PASCAL
´LA PRESIÓN EJERCIDA EN UN PUNTO DE UNA MASALÍQUIDA SE TRANSMITE ÍNTEGRAMENTE Y POR IGUAL ENTODAS LAS DIRECCIONES’
ECUACIÓN DE CONTINUIDAD
‘EN TODO FLUIDO INCOMPRESIBLE CON FLUJOESTACIONARIO LA VELOCIDAD EN UN PUNTO CUALQUIERA
DE UNA TUBERÍA ES INVERSAMENTE PROPORCIONAL ALÁREA, EN DICHO PUNTO, DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL DE
LA MISMA’
TEOREMA DE BERNOULLI‘EN UN FLUIDO NO VISCOSO EN MOVIMIENTOESTACIONARIO, LA SUMA DE LAS ALTURAS GEOMÉTRICAS,PIEZOMETRICAS Y DINÁMINCA ES CONSTANTE A LO LARGODE LA LINEA DE CORREINTE’
.
Si la tubería es horizontal, tenemos el Efecto Venturi:
TUBERÍAS CIRCULARES CURVAS• SI 2320<NR<12400 RÉGIMEN SIN
DEFINIR: DEPENDE DE RELACIÓNRADIO CURVA Y RADIO CUBO
• SI NR>12400 RÉGIMEN TURBULENTO
TUBERÍAS CIRCULARES RECTAS• SI NR >2320 RÉGIMEN TURBULENTO• V critica = 2320 μ/ρ D
POTENCIA DE UNA BOMBA
• Energíahidrostática
quecomunica labomba entre
el tiempoempleado.
.
Q= caudal; η=rendimiento;p=presión.
PÉRDIDA DE CARGA‘UN LÍQUIDO NO VISCOSO
PUEDE CIRCULAR SINNECESIDAD DE QUE EXISTA
UNA DIFERENCIA DE PRESIÓNA LO LARGO DE LA TUBERÍA DE
SECCIÓN CONSTANTE’
.
‘PARA UN LÍQUIDO VISCOSO, SECOMPRUEBA
EXPERIMENTALMENTE QUENECESITA DE UNA DIFERENCIADE PRESIONES QUE COMPENSELA PÉRDIDA DE ENERGÍA Y POR
TANTO DE PRESIÓN
A ESTA DIFERENCIA DEPRESIÓN, EXPRESADA EN
TÉRMINOS DE ALTURA SE LEDENOMINA PÉRDIDA DE
CARGA
ECUACIÓN DEDARCY- WEISSBACH
f : coeficiente defricción.
INSTALACIONESHIDRÁULICAS
GRUPO DEACCIONAMIENTO
(BOMBA)
DEPÓSITOMANÓMETRO
FILTROVÁLVULA
SEGURIDAD
ELEMENTOSDE
TRASPORTE
ELEMENTOSDE TRABAJO
MOTORES YCILINDROS
ELEMENTOS DEREGULACIÓN Y
CONTROL
VÁLVULAS
INSTALACIONESHIDRÁULICAS
GRUPO DEACCIONAMIENTO
(BOMBA)
DEPÓSITOMANÓMETRO
FILTROVÁLVULA
SEGURIDAD
ELEMENTOSDE
TRASPORTE:tuberías y
racores
ELEMENTOSDE TRABAJO
MOTORES YCILINDROS
ELEMENTOSDE
REGULACIÓNY CONTROL
VÁLVULAS
BOMBAS HIDRÁULICAS: MÁQUINAS QUE ABSORBENENERGÍA MECÁNICA Y COMUNICAN ENERGÍA HIDRÁULICA AL
LÍQUIDO QUE LA ATRAVIESA
VALORNOMINAL DEPRESIÓN• PRESIÓN DE
TRABAJO
RENDIMIENTO• RELACIÓN
ENTRE LAPOTENCIAHIDRÁULICA YLA MECANICA.
CAUDAL• VOLUMEN
DE LÍQUIDOPORMINUTO.
DESPLAZAMIENTO
• VOLUMEN DELIQUIDOBOMBEADO ENUNA VUELTA.
BOMBA DE ENGRANAJE• BAJO RENDIMIETO• MUY EMPLEADA• SENCILLA Y ECONÓMICA• DEPRESIÓN/ASPIRACIÓN• P.TRABAJO: 200 Bares• ENTRE 500 Y 6000 rpm
.
BOMBA DE TORNILLO
UN TORNILLO ACCIONADO POR EL MOTOR
EL ACEITRE SE TRASLADA AXIALMENTE
CAUDAL MUY UNIFORME
MUY SILENCIOSA
BOMBA DE PALETAS DESLIZANTE
.
MOTOR QUEGIRA
EXCENTRICAMENTE RESPECTO A
LA CARCASA
PALETAS QUEDESLIZAN
RADIALMENTE
EFECTOSUCCIÓN
EXPULSIONDE LIQUIDO
BOMBA DE ÉMBOLOS RADIALESÉMBOLOS APOYADOS ENCARCASA FIJA Y ALOJADO ENUN ROTOR EXCENTRICO• LOS ÉMBOLOS REALIZAN LA
ASPIRACIÓN Y LA IMPULSIÓN.• SUELEN CONECTARSE DOS BOMBAS
DE FORMA MÚLTIPLE• DA PRESIONES ELEVADAS 700 BARES• INTERVALO DE ROTACIÓN ENTRE
1000 Y 3000 rpm
BOMBA DE ÉMBOLOS RADIALESwww.mtws.es/E3-Revision-bombas-hidraulicas.htm
En la figura 1 vemos el esquema de funcionamiento de una bomba de pistonesradiales de caudal fijo. Consta de un cuerpo (1), en el interior del cual gira unrotor (2). El eje del rotor y el del cuerpo son excéntricos de manera que cuandoel rotor gira hace que los pistones (3) describan un movimiento lineal radial.Éste movimiento de los pistones, produce en la cámara interna (4) unaaspiración de fluido hidráulico cuando dicha cámara aumenta de volumen, y porotra parte compresión cuando disminuye de volumen. Para que éste efecto seaposible, son necesarias unas válvulas de apertura y cierre que no se hanrepresentado por simplificación.
BOMBA DE ÉMBOLOS AXIALES
.
ESTATOR CON EJEDE GIRO INTERIOR YÉMBOLOS AXIALES
EL BLOQUE GIRA ALA VEZ QUE EL EJE
LA PLACAOSCILANTE DEL EJE
MUEVE LOSVÁSTAGOS DE LOS
CILINDROS
LA PLACA PUEDEGIRAR A AMBOS LADOSDE LA PERPENDICULAR
AL EJE
DEPÓSITOACUMULADOR PROVISTODE SENSORES DE PRESIÓN YTEMPERATURA
SEPARA EL AIRE Y LOSAGENTES EXTRAÑOS
DISIPA EL CALORGENERADO EN EL CIRCUITO
FILTRO
MISIÓN
• ELIMINARPARTÍCULASSÓLIDAS
• EVITA LAABRASIÓN YOBSTRUCCION
RECOMENDABLE
• LOS FILTROSDE TAMIZIMANTADOPARA LASEPARACIÓNDEPARTÍCULASMETÁLICAS
VÁLVULA LIMITADORA DE PRESIÓN
SE COLOCAN DETRÁS DE LA BOMBA PARALIMITAR LA PRESIÓN DE TRABAJO A UNMÁXIMO
• TAMBIÉN SE DENOMINAN VÁLVULA DESEGURIDAD
BASADAS EN UN CONO EMPUJADO PORUN MUELLE
• CUANDO LA FUERZA SOBREPASA A LA DELMUELLE, EL CONO ABANDONA LA POSICIÓN DEEQUILIBRIO
GRUPO DE ACCIONAMIENTO
ELEMENTOS DE TRANSPORTE
ELEMENTOS DE DISTRIBUCIÓN,REGULACIÓN Y CONTROL
• GOBIERNAN LACORRIENTE DEL CIRCUITO.
VÁLVULASDISTRIBUIDORAS
• CONTROLAN LA PRESIÓNDEL CIRCUITO
VÁVULASREGULADORAS DE
PRESIÓN
• AJUSTAN EL VALOR DELCAUDAL
VÁLVULASREGULADORAS DE
CAUDAL
VÁVULAS DISTRIBUIDORASCARACTERÍSTICAS
• PERMITEN EL PASO DEL LÍQUIDO ENUNA DIRECCIÓN DETERMINADA
• TAMBIÉN SE USAN PARA PILOTAROTRAS VÁLVULAS
• SU ESTRUCTURA Y SIMBOLOGÍA ESANÁLOGA A LAS VÁLVULASNEUMÁTICAS
VÁLVULA DISTRIBUIDORA 2/2DIRIGEN EL PASO DEL LIQUIDOPERMITIENDO O IMPIDIENDO SUCIRCULACIÓN• Se usa para la apertura y cierre de circuitos hidráulicos
P. REPOSO, BLOQUEA EL PASO DE LIQUIDOP. TRABAJO, PERMITE EL PASO DEL LIQUIDO
• VÁLVULA DEL TIPO NORMALMENTE CERRADO
VÁLVULA DISTRIBUIDORA 3/2
EL LIQUIDO DE FUGAEVACUA A TRAVES DE L
SE USA PARAMANDOS DE
CILINDROS DE DOBLEEFECTO
PERMITE QUE EL LIQUIDOCIRCULE EN UNA DE LAS
DIRECCIONES AL TIEMPO QUEOBSTRUYE EL PASO EN LA OTRA
VÁLVULA DISTRIBUIDORA 4/2CONTROLA EL PASO DELA CORRIENTE LÍQUIDAEN AMBAS DIRECCIONES
USO: PARA CILINDROSDE DOBLE EFECTO
VÁLVULA DISTRIBUIDORA 4/3
CARACTERÍSTICAS
• DISPONE DE POSICIÓNINTERMEDIA
• SISTEMA MECÁNICO DEENCLAVAMIENTO
• PUESTA A ESCAPE DE LA P.I.• POSICIÓN DE REPOSO = P.I.
VÁLVULAS REGULADORAS DE PRESIÓNDISMINUYEN LA PRESIÓN HASTA UNVALOR CONSTANTE• PUEDEN SER REGULADORAS O LIMITADORAS
LA PRESIÓN DE SALIDA DEPENDESÓLO DE LA FUERZA DEL MUELLE• PARA SU AJUSTE, ES NECESARIO QUE EXISTA
FLUJO HACIA EL CONSUMIDOR
VÁLVULAS REGULADORAS DE CAUDAL• VARÍAN EL CAUDAL CON
OBJETO DE MODIFICAR LAVELOCIDAD DE LOSELEMENTOS DE TRABAJO
• TIPOS: CAUDAL FIJO YVARIABLE
.
• FIJO: ESTRECHAMIETNOCONSTANTE
• VARIABLE:ESTRECHAMIENTOREGULABLE
.
VÁLVULAS ESTRANGULADORASCON ANTIRETORNO
LIMITAN ELCAUDAL POR
MEDIO DE UNAESTRANGULACIÓN
SOLO PERMITEN ELPASO EN UN
SENTIDOGIRANDO UNTORNILLO SE
PUEDEREGUALR EL
CAUDAL
CILINDROS DE SIMPLE EFECTO
TRANSFORMAN LA E DELFLUIDO
EMPUJE DEL PISTÓN EN UN SENTIDO
LA VELOCIDAD DEPENDE DE Q y S
CILINDROS DE DOBLE EFECTO
CARACTERÍSTICAS
EL LIQUIDOEMPUJA AL PISTÓN
EN LOS DOSSENTIDOS
SE USAN PARAPRODUCIR
MOVIMIENTOSRECTILINEOS DE
VAIVEN
MOTORES HIDRÁULICOS• CONVIERTEN LA E HIDRÁULICA
EN E MECÁNICA DE ROTACIÓN• FUNCIÓN OPUESTA A LA BOMBACARACTERÍSTICAS
• ACCIONAMIENTO RODILLOSPLANTA LAMINADO
• CONSTRUCCIÓN MAQUINARIAPESADA
• ACCIONAMIENTO HUSILLOMÁQUINAS DE MOLDEO
EMPLEO
• MOTORES DE ENGRANJE• MOTORES DE PALETAS• MOTORES DE ÉMBOLO AXIALTIPOS
CIRCUITO DE APLICACIÓN 1
MANDO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO
CIRCUITO DE APLICACIÓN 2
MANDO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO MEDIANTE UNA VÁLVULA 2/2
CIRCUITO DE APLICACIÓN 3
MANDO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO MEDIANTE VÁLVULA 4/3
CIRCUITO DE APLICACIÓN 4
REGULACIÓN DE LA VELOCIDAD DE AVANCE DE UN CILINDRO
