1. INTRODUCCIÓN 2. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS HIDRÁULICOS 3. REGIMEN LAMINAR Y TURBULENTO 4. CONCEPTOS Y PRINCIPIOS F SICOS 5.

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1 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

2 HIDRÁULICA Ciencia y técnica que estudia la transmisión y el control de fuerzas y movimientos por medio de fluidos Se emplea en la construcción de máquinas herramientas, prensa, automóviles, barcos, aviones Emplea presiones de entre 100 y 600 bares.

3 EJEMPLO DE APLICACIÓN Aceite mineral proveniente del petróleo

4 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS HIDRÁULICOS DENSIDAD RESISENCIA A LA OXIDACIÓN VISCOSIDAD TESIÓN SUPERFICIAL PRESIÓN DE VAPOR PUNTO DE FLUIDEZ

5 DENSIDAD Densidad absoluta: relación entre masa y volumen Densidad relativa: cociente entre la densidad de una sustancia y la del agua destilada a 4ºC Peso especifico: relación entre el peso y el volumen

6 PRESIÓN DE VAPOR PRESIÓN 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 UNA DESCOMPRESIÓN DEL FLUIDO QUE PUEDE DAR LUGAR A LA EBULLICIÓN Y CONDENSACIÓN BRUSCA TIENE EFECTOS NEGATIVOS SOBRE LAS BOMBAS, TURBINAS, HELICES

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9 VISCOSIDAD CONCEPTO RESISTENCIA QUE OFRECEN LAS MOLECULAS DE UN FLUIDO AL DESLIZAR UNAS SOBRE OTRAS VISCOSIDAD DINÁMICA LEY DE NEWTON COEFICIENTE DE FRICCIÓN INTERNA DE UN FLUIDO VARÍA CON T Pa. S VISCOSIDAD CINEMÁTICA SOLO DEPENDE DE T M 2 /s INDICE DE VISCOSIDAD (I.V.) INDICA LA VARIACIÓN DE LA VISCOSIDAD CON T REFERENCIA 100 A MAS I.V. MENOS VARIACIÓN DE LA VISCOSIDAD CON T. ADITIVOS PARA ACEITES MULTIGRADOS

10 TENSIÓN SUPERFICIAL FENÓMENO POR EL CUAL LA SUPERFICIE DE UN LÍQUIDO TIENDE A COMPORTARSE COMO UNA DELGADA PELÍCULA ELÁSTICA Es debida a las fuerzas de cohesión intermoleculares y a las de adherencia del fluido al sólido: capilaridad MENISCOS:

11 OTRAS PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS HIDRÁULICOS PUNTO DE FLUIDEZ MÍNIMA TEMPERATURA A LA QUE UN LÍQUIDO PUEDE FLUIR. CONVIENE QUE SEA 10º C MÁS BAJA QUE EL PUNTO DE UTILIZACIÓN. RESISTENCIA A LA OXIDACIÓN ACEITES HIDRÁULICOS CON C H FACILMENTE OXIDABLES. DAN PRODUCTOS SOLUBLES E INSOLUBLES PERJUDICIALES. LOS SOLUBLES CORROEN Y AUMENTAN LA VISCOSIDAD. LOS INSOLUBLES OBTURAN LOS ORIFICIOS.

12 RÉGIMEN LAMINAR Y TURBULENTO, Trayectorias que describen cada una de las partículas al circular por un conducto. Líneas de corriente o de flujo. laminar La velocidad del fluido no sobrepasa un cierto límite. El movimiento se realiza por capas. turbulenteo Número de Reynolds A partir de la velocidad crítica las capas de fluido se entremezclan. Formación de remolinos. Combinación de factores que determinan el tipo de régimen. Si N > 12400, tenemos régimen turbulento

13 PRINCIPIO DE PASCAL LA PRESIÓN EJERCIDA EN UN PUNTO DE UNA MASA LÍQUIDA SE TRANSMITE ÍNTEGRAMENTE Y POR IGUAL EN TODAS LAS DIRECCIONES

14 ECUACIÓN DE CONTINUIDAD EN TODO FLUIDO INCOMPRESIBLE CON FLUJO ESTACIONARIO LA VELOCIDAD EN UN PUNTO CUALQUIERA DE UNA TUBERÍA ES INVERSAMENTE PROPORCIONAL AL ÁREA, EN DICHO PUNTO, DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL DE LA MISMA

15 TEOREMA DE BERNOULLI EN UN FLUIDO NO VISCOSO EN MOVIMIENTO ESTACIONARIO, LA SUMA DE LAS ALTURAS GEOMÉTRICAS, PIEZOMETRICAS Y DINÁMINCA ES CONSTANTE A LO LARGO DE LA LINEA DE CORREINTE. Si la tubería es horizontal, tenemos el Efecto Venturi:

16 TUBERÍAS CIRCULARES CURVAS SI 2320<NR<12400 RÉGIMEN SIN DEFINIR: DEPENDE DE RELACIÓN RADIO CURVA Y RADIO CUBO SI NR>12400 RÉGIMEN TURBULENTO TUBERÍAS CIRCULARES RECTAS SI NR >2320 RÉGIMEN TURBULENTO V critica = 2320 μ/ρd

17 POTENCIA DE UNA BOMBA. Energía hidrostática que comunica la bomba entre el tiempo empleado. Q= caudal; η=rendimiento;p=presión.

18 PÉRDIDA DE CARGA UN LÍQUIDO NO VISCOSO PUEDE CIRCULAR SIN NECESIDAD DE QUE EXISTA UNA DIFERENCIA DE PRESIÓN A LO LARGO DE LA TUBERÍA DE SECCIÓN CONSTANTE. PARA UN LÍQUIDO VISCOSO, SE COMPRUEBA EXPERIMENTALMENTE QUE NECESITA DE UNA DIFERENCIA DE PRESIONES QUE COMPENSE LA PÉRDIDA DE ENERGÍA Y POR TANTO DE PRESIÓN A ESTA DIFERENCIA DE PRESIÓN, EXPRESADA EN TÉRMINOS DE ALTURA SE LE DENOMINA PÉRDIDA DE CARGA ECUACIÓN DE DARCY- WEISSBACH f : coeficiente de fricción.

19 INSTALACIONES HIDRÁULICAS GRUPO DE ACCIONAMIENTO (BOMBA) ELEMENTOS DE TRASPORTE ELEMENTOS DE TRABAJO ELEMENTOS DE REGULACIÓN Y CONTROL DEPÓSITO MANÓMETRO MOTORES Y CILINDROS VÁLVULAS FILTRO VÁLVULA SEGURIDAD

20 INSTALACIONES HIDRÁULICAS GRUPO DE ACCIONAMIENTO (BOMBA) DEPÓSITO MANÓMETRO ELEMENTOS DE TRASPORTE: tuberías y racores ELEMENTOS DE TRABAJO MOTORES Y CILINDROS ELEMENTOS DE REGULACIÓN Y CONTROL VÁLVULAS FILTRO VÁLVULA SEGURIDAD

21 BOMBAS HIDRÁULICAS: MÁQUINAS QUE ABSORBEN ENERGÍA MECÁNICA Y COMUNICAN ENERGÍA HIDRÁULICA AL LÍQUIDO QUE LA ATRAVIESA VALOR NOMINAL DE PRESIÓN PRESIÓN DE TRABAJO RENDIMIENTO RELACIÓN ENTRE LA POTENCIA HIDRÁULICA Y LA MECANICA. CAUDAL VOLUMEN DE LÍQUIDO POR MINUTO. DESPLAZAMIENTO VOLUMEN DE LIQUIDO BOMBEADO EN UNA VUELTA.

22 BOMBA DE ENGRANAJE. BAJO RENDIMIETO MUY EMPLEADA SENCILLA Y ECONÓMICA DEPRESIÓN/ASPIRACIÓN P.TRABAJO: 200 Bares ENTRE 500 Y 6000 rpm

23 BOMBA DE TORNILLO UN TORNILLO ACCIONADO POR EL MOTOR EL ACEITRE SE TRASLADA AXIALMENTE CAUDAL MUY UNIFORME MUY SILENCIOSA

24 BOMBA DE PALETAS DESLIZANTE MOTOR QUE GIRA EXCENTRICAMEN TE RESPECTO A LA CARCASA EXPULSION DE LIQUIDO. PALETAS QUE DESLIZAN RADIALMENTE EFECTO SUCCIÓN

25 BOMBA DE ÉMBOLOS RADIALES ÉMBOLOS APOYADOS EN CARCASA FIJA Y ALOJADO EN UN 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

26 BOMBA DE ÉMBOLOS RADIALES En la figura 1 vemos el esquema de funcionamiento de una bomba de pistones radiales de caudal fijo. Consta de un cuerpo (1), en el interior del cual gira un rotor (2). El eje del rotor y el del cuerpo son excéntricos de manera que cuando el rotor gira hace que los pistones (3) describan un movimiento lineal radial. Éste movimiento de los pistones, produce en la cámara interna (4) una aspiración de fluido hidráulico cuando dicha cámara aumenta de volumen, y por otra parte compresión cuando disminuye de volumen. Para que éste efecto sea posible, son necesarias unas válvulas de apertura y cierre que no se han representado por simplificación.

27 BOMBA DE ÉMBOLOS AXIALES LA PLACA PUEDE GIRAR A AMBOS LADOS DE LA PERPENDICULAR AL EJE ESTATOR CON EJE DE GIRO INTERIOR Y ÉMBOLOS AXIALES. LA PLACA OSCILANTE DEL EJE MUEVE LOS VÁSTAGOS DE LOS CILINDROS EL BLOQUE GIRA A LA VEZ QUE EL EJE

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29 DEPÓSITO ACUMULADOR PROVISTO DE SENSORES DE PRESIÓN Y TEMPERATURA SEPARA EL AIRE Y LOS AGENTES EXTRAÑOS DISIPA EL CALOR GENERADO EN EL CIRCUITO

30 FILTRO MISIÓN ELIMINAR PARTÍCULAS SÓLIDAS EVITA LA ABRASIÓN Y OBSTRUCCION RECOMENDABLE LOS FILTROS DE TAMIZ IMANTADO PARA LA SEPARACIÓN DE PARTÍCULAS METÁLICAS

31 VÁLVULA LIMITADORA DE PRESIÓN SE COLOCAN DETRÁS DE LA BOMBA PARA LIMITAR LA PRESIÓN DE TRABAJO A UN MÁXIMO TAMBIÉN SE DENOMINAN VÁLVULA DE SEGURIDAD BASADAS EN UN CONO EMPUJADO POR UN MUELLE CUANDO LA FUERZA SOBREPASA A LA DEL MUELLE, EL CONO ABANDONA LA POSICIÓN DE EQUILIBRIO GRUPO DE ACCIONAMIENTO

32 ELEMENTOS DE TRANSPORTE

33 ELEMENTOS DE DISTRIBUCIÓN, REGULACIÓN Y CONTROL VÁLVULAS DISTRIBUIDORAS GOBIERNAN LA CORRIENTE DEL CIRCUITO. VÁVULAS REGULADORAS DE PRESIÓN CONTROLAN LA PRESIÓN DEL CIRCUITO VÁLVULAS REGULADORAS DE CAUDAL AJUSTAN EL VALOR DEL CAUDAL

34 VÁVULAS DISTRIBUIDORAS CARACTERÍSTICAS PERMITEN EL PASO DEL LÍQUIDO EN UNA DIRECCIÓN DETERMINADA TAMBIÉN SE USAN PARA PILOTAR OTRAS VÁLVULAS SU ESTRUCTURA Y SIMBOLOGÍA ES ANÁLOGA A LAS VÁLVULAS NEUMÁTICAS

35 VÁLVULA DISTRIBUIDORA 2/2 DIRIGEN EL PASO DEL LIQUIDO PERMITIENDO O IMPIDIENDO SU CIRCULACIÓN Se usa para la apertura y cierre de circuitos hidráulicos P. REPOSO, BLOQUEA EL PASO DE LIQUIDO P. TRABAJO, PERMITE EL PASO DEL LIQUIDO VÁLVULA DEL TIPO NORMALMENTE CERRADO

36 VÁLVULA DISTRIBUIDORA 3/2 EL LIQUIDO DE FUGA EVACUA A TRAVES DE L SE USA PARA MANDOS DE CILINDROS DE DOBLE EFECTO PERMITE QUE EL LIQUIDO CIRCULE EN UNA DE LAS DIRECCIONES AL TIEMPO QUE OBSTRUYE EL PASO EN LA OTRA

37 VÁLVULA DISTRIBUIDORA 4/2 CONTROLA EL PASO DE LA CORRIENTE LÍQUIDA EN AMBAS DIRECCIONES USO: PARA CILINDROS DE DOBLE EFECTO

38 VÁLVULA DISTRIBUIDORA 4/3 CARACTERÍSTICAS DISPONE DE POSICIÓN INTERMEDIA SISTEMA MECÁNICO DE ENCLAVAMIENTO PUESTA A ESCAPE DE LA P.I. POSICIÓN DE REPOSO = P.I.

39 VÁLVULAS REGULADORAS DE PRESIÓN DISMINUYEN LA PRESIÓN HASTA UN VALOR CONSTANTE PUEDEN SER REGULADORAS O LIMITADORAS LA PRESIÓN DE SALIDA DEPENDE SÓLO DE LA FUERZA DEL MUELLE PARA SU AJUSTE, ES NECESARIO QUE EXISTA FLUJO HACIA EL CONSUMIDOR

40 VÁLVULAS REGULADORAS DE CAUDAL. VARÍAN EL CAUDAL CON OBJETO DE MODIFICAR LA VELOCIDAD DE LOS ELEMENTOS DE TRABAJO TIPOS: CAUDAL FIJO Y VARIABLE. FIJO: ESTRECHAMIETNO CONSTANTE VARIABLE: ESTRECHAMIENTO REGULABLE

41 VÁLVULAS ESTRANGULADORAS CON ANTIRETORNO SOLO PERMITEN EL PASO EN UN SENTIDO GIRANDO UN TORNILLO SE PUEDE REGUALR EL CAUDAL LIMITAN EL CAUDAL POR MEDIO DE UNA ESTRANGULACIÓN

42 CILINDROS DE SIMPLE EFECTO TRANSFORMAN LA E DELFLUIDO EMPUJE DEL PISTÓN EN UN SENTIDO LA VELOCIDAD DEPENDE DE Q y S

43 CILINDROS DE DOBLE EFECTO CARACTERÍSTICAS EL LIQUIDO EMPUJA AL PISTÓN EN LOS DOS SENTIDOS SE USAN PARA PRODUCIR MOVIMIENTOS RECTILINEOS DE VAIVEN

44 MOTORES HIDRÁULICOS CARACTERÍSTICAS CONVIERTEN LA E HIDRÁULICA EN E MECÁNICA DE ROTACIÓN FUNCIÓN OPUESTA A LA BOMBA EMPLEO ACCIONAMIENTO RODILLOS PLANTA LAMINADO CONSTRUCCIÓN MAQUINARIA PESADA ACCIONAMIENTO HUSILLO MÁQUINAS DE MOLDEO TIPOS MOTORES DE ENGRANJE MOTORES DE PALETAS MOTORES DE ÉMBOLO AXIAL

45 CIRCUITO DE APLICACIÓN 1 MANDO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO

46 CIRCUITO DE APLICACIÓN 2 MANDO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO MEDIANTE UNA VÁLVULA 2/2

47 CIRCUITO DE APLICACIÓN 3 MANDO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO MEDIANTE VÁLVULA 4/3

48 CIRCUITO DE APLICACIÓN 4 REGULACIÓN DE LA VELOCIDAD DE AVANCE DE UN CILINDRO