1.Movimiento fluido
El caudal es el movimiento de un volumen específico de líquido en un período de tiempo determinado. El caudal generalmente se mide en galones por minuto (gpm) o litros por minuto (lpm) usando un medidor de flujo.
La velocidad del flujo es la distancia que se mueve un volumen específico de fluido en un cierto período de tiempo. La velocidad del flujo no se mide directamente, sino que se calcula utilizando el caudal y el área de la sección transversal-de la tubería.
La velocidad del flujo depende directamente del caudal y del tamaño de la tubería. Si cambiamos el caudal de la bomba pero mantenemos el mismo tamaño de la tubería, podemos cambiar la velocidad del flujo del fluido.
si wSi mantenemos el mismo tamaño de la bomba, pero cambiamos el tamaño de la tubería, obtenemos el mismo efecto.
A medida que aumenta la velocidad del flujo, también aumenta el calor. Esto se debe al efecto de la fricción.
La fricción es causada por las moléculas del fluido que rozan las superficies internas de las mangueras y tuberías.
2.Flujo Laminar
Imaginamos que los fluidos fluyen en una sola masa, pero esto no es cierto. A bajas velocidades, los fluidos fluyen en diferentes capas paralelas. Cada una de estas capas se mueve a una velocidad ligeramente diferente. Este estado se llama flujo laminar.
3.turbulento
A medida que aumenta la velocidad del fluido, pequeñas imperfecciones en la superficie del conductor de flujo (manguera o tubería) perturban la trayectoria del flujo. Esto crea un estado caótico en lugar de una capa laminar ordenada. Esta turbulencia (debido a la fricción) provoca un aumento de calor.
La turbulencia ocurre dondequiera que haya curvas y restricciones en un sistema hidráulico. Mantener las mangueras y accesorios grandes ayuda a minimizar este efecto.
4.Principio de Pascal
El Principio de Pascal establece que cualquier presión aplicada a un fluido confinado se transmite con igual fuerza en todas direcciones.
Pero esto sólo es así cuando el líquido está en un recipiente cerrado.
5.Presión
La presión se crea por la resistencia al flujo de un fluido, llamada presión dinámica, o por la energía potencial de un objeto afectado por la gravedad, llamada presión estática.
La presión estática se crea cuando un fluido quiere fluir pero no puede. La gravedad intenta empujar el vástago del cilindro hacia abajo, pero debido a que la válvula está cerrada, el fluido del cilindro no puede escapar. A medida que la fuerza empuja el vástago del cilindro hacia abajo, el fluido atrapado gana energía. Esta energía es el valor de presión que se muestra en el manómetro.
La presión dinámica, por otro lado, está relacionada con la energía cinética del fluido.
Por lo tanto, a medida que aumenta la resistencia al flujo, también aumenta la presión.
Cuando el fluido fluye a través de la restricción, la presión cae debido a la conversión de energía (la fricción produce calor).
6.Principio de Bernoulli
Debido a que la energía total de un sistema debe permanecer constante, el principio de Bernoulli establece que si la energía cinética (velocidad del fluido) disminuye, la energía potencial (presión) debe aumentar proporcionalmente.
7.Área de superficie
El área de superficie es el área total expuesta de un objeto sólido.
En los sistemas hidráulicos nos centramos en la superficie de los componentes que interactúan con el fluido. ¡El área de superficie de un componente puede tener un gran impacto en el funcionamiento del sistema!
8.Triángulo FPA
Existe una relación matemática directa entre la fuerza que puede transmitir un sistema hidráulico, la presión en el sistema y el área de superficie de los componentes accionados.
Esta relación suele estar representada por el triángulo FPA.
Si conocemos la presión y la superficie del pistón, podemos calcular la fuerza.
Si conocemos la fuerza requerida y la presión disponible, podemos calcular la superficie requerida del pistón.
Alternativamente, si conocemos la fuerza y el área de superficie del pistón, podemos calcular la presión.
9.Amplificación de la fuerza
Al utilizar una superficie más pequeña en el cilindro izquierdo, podemos aumentar la fuerza sobre el cilindro derecho.
10.Conceptos de conocimientos básicos
ComoA medida que aprenda más sobre sistemas hidráulicos y diseño, estos conceptos seguirán apareciendo. En resumen, la hidráulica se enfrenta a estos conceptos de conocimiento tan básicos.
Movimiento fluido:Flujo, Velocidad, Flujo Laminar, Turbulencia/Turbulento, Fricción
Presión:Presión estática, presión dinámica, pérdida de estrangulamiento (restricciones)
Área de superficie: Fuerza, multiplicación de fuerzas
Principios básicos: Principio de Bernoulli, Principio de Pascal, Triángulo FPA.
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