Circuitos de Fluidos Unidad1

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La densidad se define como la relación entre la masa y el volumen de Densidad= masa/volumen Para determinar la densidad de un cuerpo debes conocer su masa y su volumen, entendiendo por masa la cantidad de materia que contiene un determinado cuerpo y por ocupa. La unidad de masa en el Sistema Internacional es el Kilogramo Kg !. La unidad de volumen en el Sistema Internacional es el metro c"bi m 3 ! Debes tener en cuenta que las variaciones de presión y temperatura in fluido# de forma que la densidad es directamente proporcional a la pr proporcional a temperatura. Dic$o de otro modo si la presión aumenta# en cambio cuando aumenta la temperatura# disminuye su densidad. La unidad de densidad en el Sistema Internacional es& Kg/m 3 Se entiende como viscosidad la resistencia que ofrece un fluido l'quido# a flu conducto. Laviscosidad es considerada como una de las principales caracter'sticas q l'quidos. Se dice que un l'quido es m(s viscoso cuanta mayor resisten despla)amiento y por tanto fluye peor. La temperatura influye inversamente sobre la viscosidad& cuando aumen l'quido# disminuye su viscosidad y viceversa. *ntendemos por tanto viscosidad como lo contrario de fluide). No se debe confundir viscosidad con densidad, un fluido con elevada densidad no tien ser un fluido muy viscoso. Los fabricantes de aceites industriales y fluidos $idr(ulicos# comerc a las escalas de viscosidad establecidas en +,- por la Sociedad mer automóviles S. .*.!. Movimiento y velocidad. Para entender el movimiento como todo fenómeno f'sico# relacionado co mientras cambia de lugar o de posición# debemos definir algunos conce Trayectoria & l'nea descrita en el espacio por un cuerpo que se mueve Desplazamiento & distancia m(s corta comprendida entre el punto inici trayectoria. Móvil & cuerpo que e0perimenta un movimiento. elocidad & magnitud f'sica resultante del cociente del despla)amien forma de distancia recorrida# entre el tiempo empleado en reali)a

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La densidad se define como la relacin entre la masa y el volumen de un cuerpo.

Densidad= masa/volumen

Para determinar la densidad de un cuerpo debes conocer su masa y su volumen, entendiendo por masa la cantidad de materia que contiene un determinado cuerpo y por volumen el espacio que ocupa.

La unidad de masa en el Sistema Internacional es el Kilogramo (Kg).

La unidad de volumen en el Sistema Internacional es el metro cbico (m3)

Debes tener en cuenta que las variaciones de presin y temperatura influyen sobre la densidad de un fluido, de forma que la densidad es directamente proporcional a la presin e inversamente proporcional a temperatura. Dicho de otro modo si la presin aumenta, tambin lo hace su densidad, en cambio cuando aumenta la temperatura, disminuye su densidad.

La unidad de densidad en el Sistema Internacional es: Kg/m3

Se entiende como viscosidad la resistencia que ofrece un fluido lquido, a fluir a travs de un conducto.

La viscosidad es considerada como una de las principales caractersticas que tienen los fluidos lquidos. Se dice que un lquido es ms viscoso cuanta mayor resistencia ofrecen sus molculas al desplazamiento y por tanto fluye peor.

La temperatura influye inversamente sobre la viscosidad: cuando aumenta la temperatura de un lquido, disminuye su viscosidad y viceversa.

Entendemos por tanto viscosidad como lo contrario de fluidez. No se debe confundir viscosidad con densidad, un fluido con elevada densidad no tiene por qu ser un fluido muy viscoso.

Los fabricantes de aceites industriales y fluidos hidrulicos, comercializan sus productos atendiendo a las escalas de viscosidad establecidas en 1950 por la Sociedad Americana de Ingenieros de automviles (S.A.E.).

Movimiento y velocidad.

Para entender el movimiento como todo fenmeno fsico, relacionado con el estado de un cuerpo mientras cambia de lugar o de posicin, debemos definir algunos conceptos tales como: Trayectoria: lnea descrita en el espacio por un cuerpo que se mueve. Desplazamiento: distancia ms corta comprendida entre el punto inicial y final de una trayectoria. Mvil: cuerpo que experimenta un movimiento. Velocidad: magnitud fsica resultante del cociente del desplazamiento de un cuerpo en forma de distancia recorrida, entre el tiempo empleado en realizar dicho desplazamiento.

Cuando un cuerpo realiza un desplazamiento describiendo una trayectoria recta, se dice que tiene un movimiento rectilneo, la velocidad de este desplazamiento se denomina velocidad lineal, mientras que cuando el cuerpo describe una trayectoria circular, se dice que tiene un movimiento circular y la velocidad del desplazamiento, se denomina velocidad angular.

Velocidad lineal. Su unidad es el metro/seg y se representa por v, quedando definida como la distancia recorrida linealmente en la unidad de tiempo.

Velocidad angular. Su unidad es el radian/seg y se representa por la letra griega , quedando definida como el ngulo girado en la unidad de tiempo.

Fuerza.

Para entender el significado de fuerza, debes conocer su definicin. Se define como fuerza la magnitud de toda accin capaz de modificar el estado de un cuerpo, ponindolo en movimiento cuando est parado, detenindolo cuando est en movimiento e incluso deformarlo.

Fuerza= masa X aceleracion F= m*a

Isaac Newton relacion la masa de un cuerpo con la aceleracin que adquiere ste, tras ejercer sobre l una fuerza. Determinando como Fuerza la magnitud resultante del producto de la masa por la aceleracin. Unidades de fuerza.

En el Sistema Tcnico la unidad de medida de Fuerza es el Kilogramo-fuerza (Kgf) o Kilopondio (Kp) equivalente a la fuerza que ejerce la gravedad terrestre (9,8 m/s2) sobre una masa de 1 Kg.

En el Sistema Internacional, se establece como unidad de medida de Fuerza el Newton (N), equivalente al producto de 1 Kg de masa una aceleracin de 1 metro por segundo al cuadrado (m/s2).

Equivalencia entre Kilogramo fuerza y Newton: 1 Kgf = 9,8 N

Momento de una fuerza.

Crees que momento de fuerza es la fuerza que realizamos en un momento dado? Se conoce como momento al producto de la fuerza aplicada sobre un punto de giro, por la distancia que hay desde el punto donde se aplica la fuerza hasta el punto de giro.

Momento= fuerza*distancia C=F/*d Unidades de momento.

Como la fuerza en el Sistema Tcnico esta expresada en Kgf y la longitud o distancia en metros, la unidad de momento es el Kgf.m.

La unidad de momento en el Sistema Internacional es el N.m ya que como sabemos la fuerza en el Sistema Internacional est expresada en Newton y la longitud o distancia en metros.

Ley de la palanca.

Esta ley relaciona el equilibrio entre fuerzas respecto a un punto de aplicacin. Se enuncia esta ley, como la igualdad entre el producto de una fuerza de empuje por la distancia desde el punto de aplicacin, denominado brazo de potencia y el producto de la fuerza resistente por la distancia desde el punto de aplicacin, denominado brazo resistente

Alguna vez te has planteado por qu para andar sobre la nieve se usan "raquetas" para los pies, o por qu con unos esqus no te hundes en la nieve y con los zapatos s?

Si intentas caminar sobre la nieve, la fuerza ejercida por el peso de tu cuerpo, hace que tus pies se hundan, ya que al tener la suela de nuestros zapatos una superficie relativamente pequea, la presin que ejerces sobre la nieve, tiene un valor elevado (directamente proporcional al peso de tu cuerpo e inversamente proporcional a la superficie de la suela). Si quieres reducir la presin y teniendo en cuenta que el valor de tu peso es fijo y no puede disminuir instantneamente, solo puedes modificar una variable, la superficie de tus pies, por ello para poder caminar sobre la nieve, se utilizan raquetas que permiten aumentar la superficie y por tanto disminuir la presin como resultado del cociente entre ambas.

La presin es la magnitud que resulta como cociente de una fuerza por una superficie, por lo que es directamente proporcional a la Fuerza aplicada, e inversamente proporcional a la superficie sobre la que se aplica la Fuerza.

Presion = fuerza/superficie

La unidad de presin en el Sistema Internacional es el Pascal

Pascal = Newton/m2

Otras unidades de presin:

Dado que el Pascal es una unidad muy pequea, generalmente se utiliza como unidad de presin el bar.

Bar = kilogramo*fuerza/cm2

Equivalencia entre bar y Pascal: 1 bar = 100.000 Pascales

Para medir la presin de los fluidos que se encuentran dentro de recipientes o contenedores cerrados se emplean aparatos de medida llamados manmetros. stos, miden generalmente valores de presin tomando como referencia la presin atmosfrica, por lo que recibe el nombre de presin manomtrica.

Los manmetros que se utilizan para medir sobre-presiones, suelen tener distintos fondos de escala, por lo que deberemos utilizar manmetros cuyo fondo de escala se adapte a las presiones que se van a medir. Cuando necesitamos medir presiones con valores por debajo de la presin atmosfrica, utilizaremos manmetros denominados vacumetros, ya que miden vaco, estos tendrn un fondo de escala de -1 bar, ya que este ser el valor mnimo de presin que podemos medir, recordemos que la presin atmosfrica a nivel del mar es aproximadamente 1bar.

Presin atmosfrica.

"Se define la Presin atmosfrica como la presin que ejerce una columna de mercurio de 760 milmetros de altura al nivel del mar y a una temperatura de 0 C" 760 mmHg =1 atmsfera =1.013,2 milibares

La presin atmosfrica disminuye con la altitud, ya que disminuye la cantidad de aire por encima y por tanto su peso. Esta disminucin resulta evidente, siendo perfectamente comprensible, ya que si disminuye la columna vertical de aire, la presin ejercida tambin disminuir. Presin relativa y presin absoluta.

Cuando la presin se mide teniendo como referencia la presin atmosfrica, es decir a partir del valor de presin atmosfrica, el valor tomado se denomina presin relativa, por lo tanto, podemos decir que un valor de presin relativa es aquel que no tiene en cuenta el valor de la presin atmosfrica, mientras que si el valor de la presin medida, tiene en cuenta el valor de la presin atmosfrica se denomina presin absoluta. De aqu que conozcamos como presin absoluta a la suma del valor de la presin relativa y el valor de la presin atmosfrica.

Podemos por lo tanto decir, que presin absoluta es el valor de la presin cuando se toma como referencia el cero absoluto.

Cuando se toman valores de presin relativa, si stos estn por debajo de la presin atmosfrica, se le denomina depresin o vaco, mientras que si los valores superan la presin atmosfrica, se denomina sobre-presin

Ley de Boyle-Mariotte.

Esta ley relaciona la presin de un gas con el volumen que ocupa a temperatura constante. La ley indica que el volumen es inversamente proporcional a la presin.

Ley de Boyle-Mariotte

Cuando un gas experimenta una trasformacin a temperatura constante, el producto de la presin por el volumen permanecer constante.

Aumentando la presin del gas a temperatura constante, disminuye el volumen, mientras que si la presin disminuye, aumentara el volumen.

Leyes de Gay-Lussac y Charles.

Cuando un gas experimenta una transformacin a volumen constante, el cociente entre la presin y la temperatura permanece constante

Cuando un gas experimenta una transformacin a presin constante, el cociente entre el volumen y la temperatura permanece constante.

Potencia es el Trabajo que es capaz de desarrollar una mquina en la unidad de tiempo, o bien el cociente entre el trabajo que se desarrolla y el tiempo que se emplea en su desarrollo.

A continuacin te ponemos la leyenda de las abreviaturas usadas para las distintas magnitudes en Por lo tanto: 1Caballo de Vapor (CV) = 735 vatios (W).

Conociendo esto, podemos calcular que:1.000 vatios (1 Kw) = 1,36 CV.

Caudal volumtrico: cantidad de volumen de fluido que circula por un conducto en la unidad de tiempo

A continuacin te vamos a presentar las unidades que se usan para caudal volumtrico y para caudal msico. Unidades de caudal volumtrico:

m3/h metros cbicos partido por hora.

l/min litros partido por minuto.

Cm3/seg centmetros cbicos partido por segundo. Unidades de caudal msico:

Kg/seg kilogramos partido por segundo. Caudal Msico: cantidad de masa de fluido que circula por un conductor en la unidad de tiempo. Ecuacin de la continuidad

En un conducto cerrado el caudal que circule por su interior ser siempre el mismo, indistintamente de la seccin.

Tomemos un conducto con secciones diferentes, el volumen que recorrer en la S1 durante 1 segundo, ser igual al que recorra en la S2 durante el mismo tiempo. Ecuacin de Bernoulli.

La ecuacin o teorema de Bernoulli, es considerada como la ecuacin fundamental de la hidrodinmica, en la cual se fundamentarn otros tantos teoremas y principios importantes en el estudio de la hidrulica, tales como el teorema de Torricelli y el principio de VenturiDe donde se enuncia que: la suma de la energa de presin (originada por la presin que ejercen las molculas en el seno del lquido), energa potencial (debido a la altura del lquido respecto a un plano horizontal de referencia) y energa cintica (originada por la velocidad y la masa del lquido) es constante en todos los puntos situado en el seno de la corriente del lquido. Principio de Venturi.

En una conduccin de dos secciones diferentes, si colocamos en cada una de ellas un tubo baromtrico, observaremos cmo el lquido que circula, alcanza distintos niveles, alcanzndose mayor presin en la zona del conducto de mayor seccin.