CONCEPTO BÁSICO DE HIDRÁULICA
Es la rama de la Física que se encarga de estudiar el comportamiento y el movimiento de los fluidos.
1.- DEFINICIÓN.-
Es la aplicación de la mecánica de fluidos en ingeniería, para construir dispositivos que funcionan con líquidos, por lo general agua o aceite. La hidráulica resuelve problemas como el flujo de fluidos por conductos o canales abiertos y el diseño de presas de embalse, bombas y turbinas. En otros dispositivos como boquillas, válvulas, surtidores y medidores se encarga del control y utilización de líquidos.
2.- DIVISION
– Hidrostática o Estática de Fluidos. Estudia los fluidos en reposo.
– Hidrodinámica o Dinámica de Fluidos. Estudia los fluidos en movimiento.
Al producirse este movimiento del agua a través de una tubería, se origina un nuevo fenómeno denominado velocidad de circulación. Se recuerdan a continuación todos estos conceptos.
3.- CONCEPTOS BÁSICOS
3.1.- PRESIÓN
El agua ejerce un empuje o presión sobre la pared del tubo o depósito que la contiene, y se expresa en kilogramos por centímetro cuadrado – atmósferas – metros por columna de agua. La presión (p) en cualquier punto es la razón de la fuerza normal, ejercida sobre una pequeña superficie, que incluya dicho punto. Presión: p = F/A [N/m2; kgr/cm2]
3.2.- FLUIDO
Sustancia capaz de fluir, el término comprende líquidos y gases. Volumen (V): En matemáticas, medida del espacio ocupado por un cuerpo sólido.
3.3.- VOLUMEN
Se mide en unidades cúbicas, como metros cúbicos o centímetros cúbicos en el sistema métrico decimal de pesos y medidas. El volumen también se expresa a veces en unidades de medida de líquidos, como litros: 1 ls = 1 dm3
3.4.- ESTÁTICA DE FLUIDOS O HIDROSTÁTICA
Una característica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partícula del fluido es la misma en todas direcciones. Si las fuerzas fueran desiguales, la partícula se desplazaría en la dirección de la fuerza resultante
3.5.- PRINCIPIO DE PASCAL
La presión aplicada a un fluido contenido en un recipiente se transmite íntegramente a toda porción de dicho fluido y a las paredes del recipiente que lo contiene, siempre que se puedan despreciar las diferencias de presión debidas al peso del fluido. Este principio tiene aplicaciones muy importantes en hidráulica.
3.6.- DENSIDAD
La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en una balanza, y después su volumen; éste se puede calcular a través del cálculo si el objeto tiene forma geométrica, o sumergiéndolo en un recipiente calibrando, con agua, y viendo la diferencia de altura que alcanza el líquido.
3.7.- COHESIÓN
La atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia. La cohesión es distinta de la adhesión; la cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos.
3.8.- CAPILARIDAD
Fenómeno que consiste en el ascenso y descenso de líquidos por tubos capilares, formándose en la superficie una forma curva llamada menisco; si se trata de líquidos que mojan como el agua el menisco es cóncavo; si se trata de un líquido que no moja como el mercurio, el menisco es divergente.
3.9.- TENSIÓN SUPERFICIAL
Es la fuerza con que son atraídas las moléculas de la superficie de un líquido para llevarlas al interior y así disminuir el área superficial; dicho fenómeno tiene como origen las fuerzas intermoleculares o de Van der Waals; de tal forma que una molécula inmersa en un líquido experimenta interacciones con otras moléculas por igual en todas direcciones; sin embargo, las moléculas situadas en la superficie sólo se ven afectadas por las moléculas vecinas que tienen por debajo, originando una delgada película en la superficie del líquido.
4.- TIPOS DE PRESIÓN.
a).- PRESIÓN ATMOSFÉRICA. Es la fuerza que ejerce la atmósfera sobre cualquier cuerpo o superficie con la cual este en contacto.
b).- PRESIÓN MANOMÉTRICA. Es la presión que recibe un líquido al calentarse el recipiente que lo contiene.
c).- PRESIÓN ABSOLUTA. Es la que se obtiene sumando la presión atmosférica con la presión manométrica. En base a lo anterior existen otras unidades de media para la presión además del Pa, entre ellas se encuentran la atmósfera, torr, mm de Hg entre otras.
d).- PRESIÓN HIDROSTÁTICA. Es la que ejerce la columna de algún fluido que alcanza cierta altura (h) y posee una cierta densidad
5.- PRODUCCIÓN DE ENERGÍA HIDRÁULICA
La ventaja que implica la utilización de la energía hidráulica es la posibilidad de transmitir grandes fuerzas, empleando para ello pequeños elementos y la facilidad de poder realizar maniobras de mandos y reglaje. A pesar de estas ventajas hay también ciertos inconvenientes debido al fluido empleado como medio para la transmisión. Esto debido a las grandes presiones que se manejan en el sistema las cuales posibilitan el peligro de accidentes, por esto es preciso cuidar que los empalmes se encuentren perfectamente apretados y estanco
