Principios de Hidráulica y Propiedades Físicas de los Fluidos

Propiedades Fundamentales de los Fluidos

Densidad y Densidad Relativa

Densidad: Es una propiedad de los materiales que se define matemáticamente como el cociente entre la masa y el volumen que ocupa; es decir, la masa por unidad de volumen.

Densidad relativa: Es el cociente entre la densidad del material y la del agua; es una magnitud adimensional.

Presión de Vapor

Presión de vapor: La evaporación de los líquidos se produce cuando sus moléculas escapan de su superficie. Si cerramos al líquido en un espacio, las moléculas de vapor generan una presión parcial llamada presión de vapor.

Viscosidad y sus Variantes

Viscosidad: Se define como el frotamiento interior entre las partículas de un fluido. La viscosidad es baja si el fluido fluye con facilidad y es alta si fluye con dificultad. En física, se define como aquella propiedad de los fluidos que determina la cantidad de resistencia opuesta a las fuerzas cortantes.

• Viscosidad cinemática: Es el cociente entre la viscosidad absoluta y la densidad.
• Índice de viscosidad: La finalidad de este índice consiste en señalar la variación de la viscosidad de un líquido con los cambios de temperatura.

Punto de Fluidez y Capacidad de Lubricación

Punto de fluidez: Es la temperatura más baja a la que un líquido puede fluir (aplicado comúnmente en aceite hidráulico).

Capacidad de lubricación: El ajuste entre las partes móviles de un sistema hidráulico debe permitir el suficiente juego como para que, por los materiales, exista una capa de fluido.

Principios y Leyes de la Hidráulica

Ley de Pascal

Ley de Pascal: La presión aplicada a un fluido confinado se transmite íntegramente en todas las direcciones y ejerce fuerzas iguales sobre áreas iguales, actuando estas fuerzas normalmente a las paredes del recipiente. Si se tienen dos cilindros de diferente sección, unidos entre sí por una conducción, y se aplica una fuerza sobre el émbolo de menor sección, la presión se distribuye uniformemente.

Ley de Continuidad

Ley de continuidad: Hay que recordar que la densidad es constante, ya que los líquidos son incompresibles. Definiendo el caudal como el volumen de líquido que circula por unidad de tiempo y teniendo en cuenta que las secciones han de ser iguales, se establece que Q1 = Q2 y s1 x v1 = s2 x v2. Así pues, las velocidades y las secciones son inversamente proporcionales.

Teorema de Bernoulli

Teorema de Bernoulli: La masa del líquido tiene energía cinética y el trabajo efectuado es igual al cambio de energía en el sistema. Así, podemos establecer el siguiente balance energético:

• Una energía potencial debido a la masa y que depende de una altura: mgh1 y mgh2.
• Una energía hidrostática, debido a la presión: P1 y P2.
• Una energía hidrodinámica, debido a la velocidad: 1/2mv1² y 1/2mv2².

Potencia Hidráulica

Potencia hidráulica: Se puede determinar dividiendo el volumen de la energía de presión entre el tiempo, teniendo en cuenta que el volumen entre el tiempo es el caudal.