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Por: Franklin Argandoa P.
ExpertoenPruebasHidrulicasyNeumticaspara
ductosdeTransportedeHidrocarburosCAP.2.Conceptosbasicos
2. Conceptos basicos
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Fluido: sustancia que se deforma continuamente al aplicarle unesfuerzo cortante y cuando cese este esfuerzo la deformacinseguir aumentando progresivamente.
Los liquidos toman la forma del recipiente que los contienecubriendo el fondo y los laterales. La superficie superior queesta en contacto con la atmosfera mantiene un nivel uniforme(horizontal).
Los gases: Toman el volumen del recipiente que los contiene, elrecipiente debe ser cerrado para que contenga al gas, casocontrario se escapa.
Los lquidos se los estudia como fluidos incompresibles, aunqueen la realidad son ligeramentecompresibles
Los gases son fluidos altamentecompresibles
2. Conceptos basicos
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2. Conceptos basicos
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DensidadAbsoluta:Nosindicalarelacinexistenteentrelamasaporunidaddevolumen:
Densidadabsoluta=masa/volumen UnidadesenelSI
kilogramo entre metrocbico (kg/m3). gramo entre centmetrocbico (g/cm3).
UnidadesenelSistemaIngls onza entre pulgadacbica (oz/in3) libra entrepulgadacbica(lb/in3) libraentre piecbico (lb/ft3)
2.1.1 Densidad
2.1. Propiedades de los fluidos
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Ladensidad relativadeuna sustancia esla relacinexistenteentresudensidadyladeotrasustanciadereferencia;esuna magnitudadimensional (sinunidades)
donde esladensidad relativa, esladensidaddelasustancia,y esladensidaddereferenciaoabsoluta.
Paraloslquidosylosslidos,ladensidaddereferenciahabitualesladelagualquidaalapresinde1 atm ylatemperaturade4 C (1000 kg/m3 1 kg/lt).
Densidad relativa=gravedadespecifica(SG)Enlaindustriapetroleraseutilizaeltrminogravedadespecficaparareferirsealadensidad relativa
2.1.2. Densidad Relativa
2. Propiedades de los fluidos
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Ladensidaddelosfluidosvaranconlapresinytemperatura. Enlosgasesestavariacinesmuysignificativa,sinembragoenloslquidos
esmuchomaspequea. Comoejemplo,enlafigurasemuestralavariacindelvolumendelos
gasesconlatemperatura
2.1.3. Variacin de la densidad con la temperatura
2. Propiedades de los fluidos
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2.1.3. Variacin de la densidad con la temperatura
Como se puede apreciar, la densidad del agua tiene un valor mximo auna temperatura de 4C. Esto se debe a que, a tal temperatura elvolumen del agua es menor.
2. Propiedades de los fluidos
Temperatura CDensidad g/cm3
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Ejemplos: Determinarladensidadrelativadeunfluidocuyosresultados
nosdieron:masa=890Kg,volumen=1100dm3.ExpresarelresultadoenKg/lt,ygr/cm3.
Calcularladensidadabsolutayrelativadelalcoholetlico,sabiendoque63.3grocupanunvolumende80.0cm3.
Calcularelvolumenqueocupan300grdemercuriolquido,sabiendoqueladensidadesde13.6gr/cm3
Ejemplos- Densidad
2. Propiedades de los fluidos
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TIPO DE COMBUSTIBLE Sg @ condiciones ambienteGas Natural 0.6
Propano 1.5Butano 2.0
Gasolina 3.0Acetileno 0.9
La Gravedad Especifica (Sg) es una medida de ladensidad de un gas cualquiera relativa a la del aire.
Los gases con Sg mas cerca de 1.0, se mezclan masfcilmente con el aire.
2.2 GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS GASES
2. Propiedades de los fluidos
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Elpropanotieneunagravedadespecificade1.5,portantoesmspesadoqueelaire
GLP
2. Propiedades de los fluidos
GasNaturalElgasnaturaltieneunagravedadespecificade0.6,portantoesmas
ligeroqueelaire.
2.2 GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS GASES
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La presin esuna magnitudfsica escalar quemidelafuerzaendireccin perpendicular por unidaddesuperficie,
Siseejerceunafuerza(F)sobreunadeterminarea(A)enformaperpendicularaesta,sedicequeelresultadoesunapresin.
Entonces: Presin=fuerza/rea P=F/A
2.2. Presin
2. Conceptos bsicos de Hidrulica
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2.3. Presin Atmosferica
2. Conceptos bsicos de Hidrulica
La presin atmosfrica en un punto coincide numricamente con el peso de una columna esttica de aire de seccin recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el lmite superior de la atmsfera.
Como la densidad del aire disminuye al aumentar la altura, no se puede calcular ese peso a menos que seamos capaces de expresar la variacin de la densidad del aire en funcin de la altitud z o de la presin p. Existen formulas empiricasdesarrolladas para realizar estecalculo
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UnidadesdePresinAtmosfrica Lapresinatmosfricasesueleexpresaren mmde
mercurio (milmetrosdemercurioHg)o torricelli. Lapresinnormal,aniveldelmaresde760mmdeHg.
Estevalorsellamatambinuna atmsfera. Sinembargo,sesuelenutilizarotrasunidadesparamedirla
presin:el milibar,Pascal,etc. Encualquieradelasunidades,lapresinqueseconsidera
normalaniveldelmartieneunvalorde1atmsferao,loqueeslomismo,760mmdeHg 1.013milibares.
La presinatmosfrica semideconuninstrumentodenominadobarmetro
2.3. Presin Atmosfrica
2. Conceptos bsicos de Hidrulica
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PresinManomtricaypresinabsolutaPresinmanomtricaeslaquesemideconuninstrumentosinconsiderarlapresinatmosfrica.La presinabsolutaeslapresinatmosfricamslapresinmanomtrica
Pabs =Pman+Patm Unidadesdemedida
Lb/pulg2(psi) Kg/cm2 Newton/m2(Pascal)(Pa). 100000Pa=1Bar Atmosfera(atm)
Equivalenciasentrelasunidades: 1atm=14.7psi=1.013Bar=1.033Kg/cm2
2.4. Presin Manomtrica y Presin Absoluta
2. Conceptos bsicos de Hidrulica
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2. Conceptos bsicos de Hidrulica2.5. Medida de la Presin Manmetro
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2. Conceptos bsicos de Hidrulica2.5. Medida de la Presin Manmetro
Manmetros de columna Manmetros Metlicos tipo bourdon
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2. Conceptos bsicos de Hidrulica2.5. Medida de la Presin Manmetro
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En la tabla pueden verse las caractersticas de los elementos para medirla presin y sus aplicaciones descritos.
2. Conceptos bsicos de Hidrulica2.5. Medida de la Presin Manmetro
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2.3. Temperatura Podemosdefinirlatemperaturacomolamedidadela
sensacintrmicadeunelemento Unidadesdemedida escalas CeroAbs.FusinEbullicin
Celsius273.160100 Fahrenheit459.7 32212 Kelvin0273.16 373.16 Rankine 0491.7671.7
2. Conceptos bsicos de Hidrulica
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2.3 Temperatura3 CONCEPTOS BASICOS2. Conceptos bsicos de Hidrulica
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LaescalaKelvinestbasadaenlaideadelceroabsoluto,latemperaturatericaenlaquetodoelmovimientomolecularseparaynosepuededetectarningunaenerga
Relacinentrelasescalasdetemperatura
2.3 Temperatura3 CONCEPTOS BASICOS2. Conceptos bsicos de Hidrulica
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Elceroabsolutoeslatemperaturatericamsbajaposible.Aestatemperaturaelniveldeenergainternadelsistemaeselmsbajoposible,porloquelaspartculas,segnlamecnicaclsica,carecendemovimiento;
ElceroabsolutosirvedepuntodepartidatantoparalaescaladeKelvincomoparalaescaladeRankine.2
As,0K(oloqueeslomismo,0R)corresponden,aproximadamente,alatemperaturade273,15Co459,67F.3
Segnlaterceraleydelatermodinmica,elceroabsolutoesunlmiteinalcanzable.Lamayorcmarafrigorficaactualsloalcanzalos271C.Larazndeelloesquelasmolculasdelacmara,alllegaraesatemperatura,notienenenergasuficienteparahacerquestadesciendaanms.
2.3 Temperatura3 CONCEPTOS BASICOS2. Conceptos bsicos de Hidrulica
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