Fundamentos de Hidráulica

Fluidos Hidráulicos

La función principal del fluido hidráulico en una instalación hidráulica es la transmisión de fuerza y movimientos.

Exigencias de los Fluidos

• El fluido debe cubrir todas las piezas en movimiento con una película continua.
• Desgaste por abrasión: se produce por fluidos sucios o mal filtrados.
• La cavitación: puede provocar un cambio en la estructura de los equipos como consecuencia de tiempos de parada prolongados de la instalación hidráulica y fluidos inadecuados.

Viscosidad

La viscosidad es la resistencia de deslizamiento. El fluido no debe volverse ni muy fluido ni espeso, ya que los caudales variarían. La viscosidad aumenta con la presión.

• Debe tener compatibilidad con los materiales de la instalación.
• Estabilidad de cizallamiento: el fluido se puede calentar mientras está parado se enfría, lo que influye en la vida del fluido.
• Debe ser resistente a la oxidación de los materiales.
• La compresión aumenta con + temperatura y disminuye con + presión.

Si el fluido se calienta a presión atmosférica, el volumen aumenta. Se debe reducir la formación de espuma. El aire que haya arrastrado debe ser liberado rápidamente. Cuanto más alto sea el punto de ebullición, más altas serán las temperaturas para trabajar. Debe ser elevada la densidad para transmitir más potencia con igual volumen. Los aceites minerales tienen una densidad de 0,86 g/cm3 y 0,9 g/cm3. La densidad de referencia es de 15º. No debe ser conductivo. Evitar la entrada de agua al sistema. Poco o no inflamable. No tóxico como fluido gas y descomposición. Buena protección anticorrosiva. No deben formar sustancias pegajosas. Compatibilidad con otros fluidos. No formar lodo. Fácil mantenimiento.

Hidromecánica

En la hidromecánica se transmite presión o energía o señales en forma de presión.

Hidrostática

La hidrostática estudia la presión que actúa sobre cada partícula de un líquido en un recipiente abierto lleno dependiendo de la altura.

Hidrodinámica

La hidrodinámica estudia las instalaciones en las cuales se aprovecha la energía del movimiento de los fluidos.

Velocidad

Las partículas de los líquidos se pueden desplazar. No poseen forma definida sino que adoptan la forma del recipiente. Los líquidos son mucho menos compresibles que los gases. La energía total de un caudal de líquido no varía mientras no se introduzca energía desde el exterior. Existen dos tipos de energía: energía potencial (posición) y energía cinética (movimiento).

El rozamiento de las paredes produce calor y pérdida de energía y presión. Depende de:

• Longitud del tubo.
• Sección transversal.
• Rugosidad de las paredes.
• Cantidad de codos del tubo.
• Velocidad de flujo y viscosidad del líquido.

Tipos de Fluidos

• Flujo laminar: las partículas del fluido se mueven en capas ordenadas y paralelas.
• Flujo turbulento: las partículas del fluido se mueven de forma caótica y desordenada.

La capa interna del fluido tiene mayor velocidad. La capa externa está en contacto con la pared del conducto. Si la velocidad del flujo aumenta, se vuelve turbulento. La velocidad crítica a la que se produce la transición de flujo laminar a turbulento depende de la viscosidad del fluido y de la sección transversal del flujo.