Introducción a las magnitudes físicas, leyes y conceptos empleados en hidráulica y neumática.

1. Nicolás Colado.
Instituto Jovellanos. Madrid.
Hidráulica y neumática: leyes
Tema 3. CFSD.

2. • Magnitudes físicas
1. Densidad.
2. Viscosidad.
3. Presión.
• Leyes y principios fundamentales
1. Ley de los gases de Boyle-Mariotte.
2. Principio de continuidad
3. Principio de Pascal
ÍNDICE
4. Caudal.
5. Potencia.
4. Principio de conservación de la energía.
5. Perdidas de carga.

3. 24/01/2019 N: Colado 3
Magnitudes físicas : sistema métrico decimal
Unidades S.I.
• Metro
• Kilogramo
• Segundo
• Amperio
• Kelvin
• Candela
• Mol

4. 24/01/2019 N: Colado 4
Magnitudes físicas: densidad
Unidades comúnmente usadas:
• Kg/m3
• Kg/L
La densidad de un cuerpo es la masa que tiene por cada unidad de volumen

5. 24/01/2019 N: Colado 5
Magnitudes físicas : viscosidad
La viscosidad es una propiedad de los fluidos que se define como la resistencia que
ofrecen sus moléculas para deslizarse unas sobre otras
• Viscosímetro
de Engler
• Grado Engler
• Código SAE
para aceites:
10W40

6. 24/01/2019 N: Colado 6
Magnitudes físicas : presión
Definimos la presión como la proyección perpendicular de una fuerza sobre una
superficie

7. 24/01/2019 N: Colado 7
Magnitudes físicas : presión unidades
Las más usadas en
automoción

8. 24/01/2019 N: Colado 8
Magnitudes físicas : presión
Presión atmosférica

9. 24/01/2019 N: Colado 9
Magnitudes físicas : presión
Presión relativa y presión absoluta

10. 24/01/2019 N: Colado 10
Magnitudes físicas : presión
Vasos comunicantes Fuerzas perpendiculares a la superficie
Relación con la fuerza aplicada y con la superficie

11. 24/01/2019 N: Colado 11
Magnitudes físicas : presión
medición

12. 24/01/2019 N: Colado 12
Magnitudes físicas : caudal
Se llama caudal a la cantidad de fluido que pasa por un conducto por unidad
de tiempo
Cm= m/t
Cv=v/t
Caudal másico
Caudal volumétrico
Kg/s
m3/s L/s
Cm= Cv . d d = m/v

13. 24/01/2019 N: Colado 13
Magnitudes físicas : caudal
Cm= m/t
Cv=v/t
Caudal másico
Caudal volumétrico
Cv = S . v [cm3/s]
Cm = S . v . d [g/s]
[S . v] = [cm2] [cm/s]
[S . v . d]= [cm2] [cm/s] [g/cm3]
Cm= Cv . d
Supongamos:
• S = sección del tubo [cm2]
• d = densidad [g/cm3]
• v = velocidad del fluido [cm/s]

14. 24/01/2019 N: Colado 14
Magnitudes físicas : potencia
La potencia desarrollada por una bomba o compresor es igual al caudal
que bombea multiplicado por la presión a la que lo bombea.
La potencia consumida por un receptor es igual al caudal de fluido que
recibe multiplicado por la presión a la que lo recibe.
P = p . Cv

15. 24/01/2019 N: Colado 15
Leyes y principios fundamentales : ley de los gases de Boyle-
Mariotte
Las magnitudes que determinan el estado de un gas son
la presión, el volumen y la temperatura.
Ley de Boyle-Mariotte
Si mantenemos constante la temperatura de un gas, siempre se cumple
que:
p . V = cte.
p1 . V1 = p2 . V2

16. 24/01/2019 N: Colado 16
Leyes y principios fundamentales : principio de continuidad
Principio de continuidad
El caudal de fluido que circula por un tubo es el mismo en cualquier punto
de este
V1 = V2 Cv1 = Cv2
volumen caudal

17. 24/01/2019 N: Colado 17
Leyes y principios fundamentales : principio de continuidad
Principio de continuidad
El caudal de fluido que circula por un tubo es el mismo en cualquier punto de este
V1 = V2 Cv1 = Cv2
S1 . e1 = S2 . e2
S1 . e1/t = S2 . e2/t
S1 . v1 = S2 . v2

18. • Cuando un fluido circula por un conducto recto y a pequeña velocidad
se dice que el “flujo es LAMINAR”
• Cuando la velocidad es elevada, o se producen cambios bruscos de
dirección, o de la sección de la tubería, hay remolinos, el rozamiento
aumenta y tengo “flujo TURBULENTO”
Leyes y principios fundamentales : flujo laminar y flujo turbulento
24/01/2019 N: Colado 18

19. 24/01/2019 N: Colado 19
Leyes y principios fundamentales : principio Pascal
Principio de Pascal
La presión ejercida en un punto de un fluido incomprensible y en
equilibrio, se transmite íntegramente a todos sus puntos y en todas las
direcciones
P = F / s
P = P1 = P2
[N/m2 ]
F1 / s1 = F2 / s2

20. • Este principio afirma que las sumas de las energías cinética, potencial y de presión en
distintos puntos del sistema debe ser constante.
• Al aumentar la velocidad, el incremento de energía cinética es compensado por la
disminución de la presión.
Leyes y principios fundamentales : principio de conservación
de la energía
24/01/2019 N: Colado 20

21. 24/01/2019 N: Colado 21
Leyes y principios fundamentales : principio de conservación
de la energía
En un circuito neumático o hidráulico, por el principio de conservación de
la energía, podemos decir que la potencia motriz es igual a la potencia
resistente
Pmotriz = Presistente
F1 . v1 = F2 . v2
Pmotriz =F1 . v1
Presistente =F2 . v2

22. “La caída de presión es
consecuencia del rozamiento
del fluido con las paredes de
las canalizaciones”
Estas perdidas dependen de:
•Longitud de la canalización
•Rugosidades interiores
•Cantidad de codos y curvas
•Sección de la canalización
•Velocidad del fluido
Leyes y principios fundamentales : pérdidas de carga
24/01/2019 N: Colado 22

23. 24/01/2019 N: Colado 23
Leyes y principios fundamentales : pérdidas de carga
Al circular un fluido por un
conducto se dan una serie de
rozamientos que generan una
perdida de presión o carga.
• Abaco 1: para hidráulica.
• Abaco 2: para neumática.