Fundamentos de Hidráulica y Neumática
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Fluidos y sus Propiedades
Los fluidos son sustancias que se adaptan a la forma del recipiente que los contiene y que se pueden trasvasar por canalizaciones.
Ejemplos de Fluidos:
- Aceite
- Aire
- Gasoil
- Nitrógeno
- Biodiésel
- Freón R-134A
- Alcohol
- Líquido de refrigeración
- Líquido de frenos
Circuitos Hidráulicos y Neumáticos
Los circuitos hidráulicos y neumáticos permiten transmitir y multiplicar las fuerzas aplicadas por el conductor, el motor, la bomba o un compresor.
Densidad
La densidad de un fluido es el resultado de dividir su masa entre el volumen que ocupa.
d = M/V = Kg/m3 o kg/L
Viscosidad
La viscosidad es la medida de la resistencia al desplazamiento de un fluido a una determinada temperatura. Cuanto mayor es la viscosidad, mayor es dicha resistencia. La viscosidad viene determinada por la fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes.
SAE: Sociedad de Ingenieros de Automóviles de Estados Unidos.
Capilaridad
La capilaridad es la propiedad que tienen los líquidos de poder ascender o descender en un tubo capilar o en un medio poroso. (importante a partir de canalizaciones de 10mm).
Presión
La presión es el resultado de dividir la fuerza aplicada entre la superficie donde se aplica la fuerza.
P = F/S = N/m2 o Pa.
La presión relativa es la presión medida con respecto a la presión atmosférica, y la presión absoluta es la presión sobre el cero absoluto.
0,1 MPa = 1 bar; 1 bar = 100 000 Pa; 1 mbar = 100 Pa.
Manómetros
El útil para medir la presión en los circuitos hidráulicos y neumáticos es el manómetro. Los manómetros disponen de tomas y escalas adecuadas para realizar las medidas de la presión. Los presostatos emplean dispositivos que miden el paso del gas.
Gases
Los gases son fluidos sin forma definida que ocupan todo el volumen del recipiente que los contiene. Además se comprimen o dilatan con el aumento de su temperatura.
Ley de Boyle-Mariotte
La ley de Boyle-Mariotte establece que el volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión a la que se encuentra sometido.
P · V = k (k es una constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes)
P1·V1=P2·V2; P2=P1 · V1/V2
Ley de Gay-Lussac
La ley de Gay-Lussac dice que el volumen y la temperatura son directamente proporcionales, esto es, que al aumentar la temperatura y mantener la presión constante, el volumen del gas aumenta y, al disminuir la temperatura, el volumen del gas disminuye.
V/T=K; V1/T1=V2/T2; Vf = Vi · (1 +T/273)=m3
Vi: volumen inicial del gas, T: diferencia entre la temperatura final y la inicial.
Principio de Pascal
El principio de Pascal dice que el incremento de presión aplicado a una superficie de un líquido contenido en un recipiente indeformable se transmite con el mismo valor a todas las partes.
P1 = P2 = P; F1 = P · S1.
Caudal
El caudal (cm3/s) es la cantidad de fluido que pasa por la sección (cm2/s) de un conducto por unidad de tiempo.
Q1 = S1 · V1; Q1 = Q2= S1 · V1 = S2 · V2.
Roscas y Racores
Las roscas empleadas en hidráulica y neumática son especiales. Se denominan roscas de fluidos tipo gas. Las roscas más empleadas son: Rosca Whitworth (BSP) gas y Métrica gas.
Los racores de conexión se emplean para realizar la unión entre los componentes del circuito y las canalizaciones o latiguillos. (Racores con conexión rápida, Racores con rosca, Racores con cánula y abrazadera y de unión de canalización), las formas más comunes son codo, T, L y X