OleohidraĂşlica Aplicada a Maquinaria Pesada Gildemeister
Unidad 1 Conceptos y leyes fundamentales de los fluidos aplicados a los sistemas oleohidr谩aulicos en maquinaria pesada. Material II: Concepto de Presi贸n
Unidad 1: Conceptos y leyes fundamentales de los fluidos aplicados a los sistemas oleohidráaulicos en maquinaria pesada.
Presentación
Estimados alumnos, en este material, se revisará en profundidad los siguientes conceptos:
Concepto de presión Ley de pascal Ecuación de presión Unidades de presión Clasificación de las presiones Instrumentos para medir presión Principio de Stevin Palanca de Pascal
Le invitamos a revisar el documento.
Unidad 1: Conceptos y leyes fundamentales de los fluidos aplicados a los sistemas oleohidráaulicos en maquinaria pesada.
Tema 2: Concepto de Presión
Concepto de Presión Presión es una magnitud escalar la cual relaciona la fuerza con una determinada superficie y se asume como: P=F/A. Donde: P=presión, F=fuerza, A=área o superficie. La presión posee algunas propiedades:
La presión, actúa con una fuerza siempre hacia el exterior del fluido.
a superficie libre es siempre horizontal.
3. La presión es igual en una misma línea de acción.
4. Según Pascal un liquido encerrado y afecto a una fuerza externa, la presión será igual en todos los puntos, actuando con una fuerza perpendicular a la superficie que lo contiene.
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Tema 2: Concepto de Presión
En un sistema oleohidráulico se entiende por presión , como un fenómeno que aparece al restringir el caudal, si no se restringe el caudal no hay
presión, por lo tanto en los sistemas hidráulicos, la bomba se encarga de generar el caudal la presión se forma en el sistema.
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Tema 2: Concepto de Presi贸n
Ley de Pascal
En un fluido encerrado al cual se le aplica una fuerza externa, la presi贸n que se formara en el interior, es igual en todos los puntos y act煤a con una fuerza perpendicular a la superficie que lo contiene.
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Tema 2: Concepto de Presión
Ecuación de Presión La presión de un fluido encerrado es:
Directamente proporcional a la fuerza aplicada
Inversamente proporcional al área sobre la cual se aplica la fuerza.
A partir de la definición dada por la Ley de Pascal, es posible determinar matemáticamente el valor de la presión, a través de la siguiente ecuación:
𝑷=
𝑭 𝑨
Dónde: P = Presión F = Fuerza A = Área
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Tema 2: Concepto de Presión
Unidades de Presión Es importante conocer las distintas unidades con las cuales se mide la presión, ya que
las maquinas son de distintas
procedencia:
Algunas vienen en el sistema ingles (PSI), otras en el sistema internacional (KPa) Kilo pascal, (MPa) mega Pascal o bien en bar. También es necesario conocer las conversiones entre ellas, puede darse el caso que el manómetro en el equipo este en bar y la presión recomendada este dada en PSI.
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Tema 2: Concepto de PresiĂłn
Unidades de PresiĂłn En unidades coherentes con el Sistema Internacional (S.I.), la presiĂłn se mide de la siguiente manera:
�=
đ?‘ đ?‘¨
=
đ?‘ľ đ?’Žđ?&#x;?
→ đ?‘ˇđ?’‚đ?’”đ?’„đ?’‚đ?’? → đ?‘ˇđ?’‚
1 bar = 100.000 Pa 1 bar = 100 kPa 1 bar = 0,1 MPa En unidades coherentes con el Sistema InglĂŠs, la presiĂłn se mide de la siguiente manera: đ?‘ đ?‘łđ?’ƒđ?’‡ đ?‘ˇ= = → đ?‘ˇđ?‘şđ?‘° đ?‘¨ đ?’‘đ?’–đ?’?đ?’ˆđ?&#x;? 1 bar = 14,5 psi
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Tema 2: Concepto de PresiĂłn
Ejemplo Calcular la presiĂłn en el actuador para levantar una carga de 1000 Kg y un diĂĄmetro de cilindro de 4 pulgadas. đ?’Ž đ?‘ = đ?’Ž ∗ đ?’ˆ = đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Žđ?&#x;Ž đ?’Œđ?’ˆ ∗ đ?&#x;—. đ?&#x;–đ?&#x;? đ?&#x;? đ?’” = đ?&#x;—đ?&#x;–đ?&#x;?đ?&#x;Ž đ?‘ľ đ??… đ?‘¨ = ∗ đ?’…đ?&#x;? = đ?&#x;Ž. đ?&#x;•đ?&#x;–đ?&#x;“ ∗ (đ?&#x;’ ∗ đ?&#x;Ž. đ?&#x;Žđ?&#x;?đ?&#x;“đ?&#x;’)đ?&#x;? đ?&#x;’ = đ?&#x;Ž, đ?&#x;Žđ?&#x;Žđ?&#x;–đ?&#x;? đ?’Žđ?&#x;? đ?‘ˇ=
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Tema 2: Concepto de Presión
Clasificaciones de las Presiones Se clasifican en dos grupos:
Absolutas
son aquellas que se miden con respecto al vacío absoluto, por lo cual son siempre positivas.
Relativas
Se miden con respecto a la presión atmosférica local, lo cual implica dos opciones:
Presiones manométricas (por sobre la atmosférica)
Presiones vacuométricas (por debajo de la presión atmosférica)
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¿Con qué medimos la presión?
Absolutas
Relativas o manométricas
Vacuométricas
Barómetro
Manómetro
Vacuómetro.
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Man贸metro de Bourdon
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Tema 2: Concepto de Presi贸n
Lectura de Man贸metros
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Lectura de Man贸metros
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Tema 2: Concepto de Presión
Principio de Stevin La presión de un fluido en un depósito abierto solo depende de la altura (profundidad) y el peso específico del fluido y se expresa de la siguiente manera: 𝑷=𝝆∗𝒈∗𝒉 Dónde: P = Presión ρ = Densidad g = Aceleración de gravedad h = Altura (profundidad) Ejemplo: Si se sumergen en el mar a mayor profundidad, mayor será la presión, depende de la columna de agua sobre el cuerpo, y la densidad del fluido en el cual se sumergen.
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Tema 2: Concepto de PresiĂłn
Ejemplo de cĂĄlculo de presiĂłn Se tiene un depĂłsito el cual contiene agua, con una altura o profundidad de 5 m, se pide, calcular la presiĂłn en el fondo del depĂłsito. DĂłnde: Ď = 1000 Kg/m3 g = 9,81 m/ s2 h=5m đ?‘ˇ=đ??†âˆ—đ?’ˆâˆ—đ?’‰
đ?‘ˇ = đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Žđ?&#x;Ž
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đ?‘ˇ = đ?&#x;’đ?&#x;—. đ?&#x;Žđ?&#x;“đ?&#x;Ž đ?‘ˇđ?’‚ PresiĂłn en el fondo del depĂłsito
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Principio de Stevin
Una columna de líquido ejerce, por su propio peso, una presión sobre la superficie en que actúa.
La presión es función de la altura (h) de la columna de líquido, de la densidad del líquido y de aceleración de gravedad (g).
Si se toma recipiente de forma distinta llenos con el mismo líquido la presión será función solamente de la altura de la columna de líquido.
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Tema 2: Concepto de Presión
Palanca de Pascal Transmisión de fuerzas por medio de fluido, utilizando la ecuación de la palanca de Pascal. 𝑺𝟏 𝑨𝟐 𝑭𝟐 = = 𝑺𝟐 𝑨𝟏 𝑭𝟏
Dónde: S1 = Carrera del embolo 1 S2 = Carrera del embolo 2 A1=Área superficial embolo 1 A2=Área superficial embolo 2 F1=Fuerza aplicada embolo 1 F2=Fuerza aplicada embolo 2
Si se aplica una fuerza F1, sobre el área menor A1, el embolo se desplaza hacia abajo una distancia S1. Por medio del fluido el embolo en el punto 2 se desplaza hacia arriba una distancia S2 menor a S1, ya que el área A2 es mayor que el área A1, lo interesante de la palanca es que la fuerza F2 es mayor a la fuerza aplicada en el embolo 1. Es decir la palanca de Pascal es un multiplicador de Fuerza.
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Tema 2: Concepto de PresiĂłn
Ejemplo de Palanca de Pascal Calcular la F1 si se sabe que: F2 = 1000 Kg. A1 = 10 cm2 A2 = 80 cm2 đ?‘şđ?&#x;? đ?‘¨đ?&#x;? đ?‘đ?&#x;? = = đ?‘şđ?&#x;? đ?‘¨đ?&#x;? đ?‘đ?&#x;? đ?‘đ?&#x;? đ?‘¨đ?&#x;? = đ?‘đ?&#x;? đ?‘¨đ?&#x;? đ?‘¨đ?&#x;? ∗ đ?‘đ?&#x;? đ?‘¨đ?&#x;? đ?&#x;?đ?&#x;Ž đ?’„đ?’Žđ?&#x;? ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Žđ?&#x;Ž đ?‘˛đ?’ˆ = đ?&#x;–đ?&#x;Ž đ?’„đ?’Žđ?&#x;? đ?‘đ?&#x;? =
đ?‘đ?&#x;? = đ?&#x;?đ?&#x;?đ?&#x;“ đ?‘˛đ?’ˆ.
Utilizando la ecuaciĂłn de la palanca de Pascal, la cual dice que la F2 es directamente proporcional al A2 e inversamente proporcional al recorrido S2, tal cual F1 es directamente proporcional al A1 e inversamente proporcional al recorrido S1.
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Tema 2: Concepto de PresiĂłn
Ejemplo de Palanca de Pascal Calcular la F1 si se sabe que: F2 = 1000 Kg. A1 = 10 cm2 A2 = 80 cm2 đ?‘şđ?&#x;? đ?‘¨đ?&#x;? đ?‘đ?&#x;? = = đ?‘şđ?&#x;? đ?‘¨đ?&#x;? đ?‘đ?&#x;? đ?‘đ?&#x;? đ?‘¨đ?&#x;? = đ?‘đ?&#x;? đ?‘¨đ?&#x;? đ?‘¨đ?&#x;? ∗ đ?‘đ?&#x;? đ?&#x;?đ?&#x;Ž đ?’„đ?’Žđ?&#x;? ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Žđ?&#x;Ž đ?‘˛đ?’ˆ đ?‘đ?&#x;? = = đ?‘¨đ?&#x;? đ?&#x;–đ?&#x;Ž đ?’„đ?’Žđ?&#x;? đ?‘đ?&#x;? = đ?&#x;?đ?&#x;?đ?&#x;“ đ?‘˛đ?’ˆ.
Utilizando la ecuaciĂłn de la palanca de Pascal, la cual dice que la F2 es directamente proporcional al A2 e inversamente proporcional al recorrido S2, tal cual F1 es directamente proporcional al A1 e inversamente proporcional al recorrido S1. Para calcular la Fuerza F1, se despeja la ecuaciĂłn, la cual indica que para levantar una carga de 1000Kg en el punto 2 se requieren una fuerza de125Kg en el punto 1.
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Tema 2: Concepto de Presión
Concepto de Caudal se define: Como el volumen de aceite que pasa por una sección en un determinado lapso de tiempo. A partir de esta definición es posible determinar matemáticamente el valor del caudal, a través de la siguiente ecuación:
𝑸=
∀ 𝑻
Dónde: Q = Caudal en la tubería ∀ = Volumen T = Tiempo
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Tema 2: Concepto de Presión
Ahora,
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revisado podrás ser capaz de
resolver
actividades unidad. encuentra
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Asimismo, la
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bibliografía
sugerida con el propósito de
fundamentar en los temas que sean de tu interés.
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Tema 2: Concepto de Presión
Mannesmann R. (1980). Training Hidráulico volumen 1. ISBN3-8023-0619-8. Potter Merle C. (1998). Mecánica de los fluidos, segunda edición. México. Editorial Prentice Hall. ISBN:970-17-0196-8