Francisco German Díaz Avendaño Sexto Grupo 2

Potencia en un sistema hidráulico

En un sistema hidráulico la velocidad queda indicada por el caudal, en litros por minuto, y la fuerza, por la presión. De esta forma podemos expresar la potencia hidráulica como sigue:

Para expresar esta relación en unidades, hacemos lo siguiente:

Así:

Esta fórmula corresponde a la potencia hidráulica a la salida de la bomba. La potencia requerida para accionaría ser algo mayor puesto que el rendimiento del sistema no es del 100 %

Si suponemos un rendimiento medio del 80%, la potencia mecánica para el accionamiento de la bomba será:

La hidráulica es una rama de la mecánica de fluidos y ampliamente presente en la ingeniería que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas de los líquidos. Todo esto depende de las fuerzas que se interponen con la masa y a las condiciones a que esté sometido el fluido, relacionadas con la viscosidad de este.

La palabra hidráulica viene del griego ὑδϱαυλικός (hydraulikós) que, a su vez, viene de «tubo de agua», palabra compuesta por ὕδωϱ (agua) y αὐλός (tubo).

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La ingeniería Hidráulica es tan antigua como la civilización misma. Esto es evidente si se piensa en la lucha del hombre por la supervivencia, que lo obligó a aprender a utilizar y controlar el agua. Por esto, las civilizaciones antiguas se desarrollaron en las proximidades de los grandes ríos y basaron su economía en la agricultura. Paulatinamente fueron utilizando el riego en sus formas primitivas.

Del año 4000 al 2000 A. C. los egipcios y los fenicios ya tenían experiencias en problemas de agua, en la construcción de sus barcos y sus puertos. En ese tiempo, China, India, Pakistán, Egipto y Mesopotamia iniciaron el desarrollo de los sistemas de riego. Los chinos también experimentaron en la protección contra inundaciones, Después del alto 500 A. C. en la Grecia antigua se construyeron acueductos y se empezaron a desarrollar fórmulas para dichos sistemas; fue éste uno de los primeros intentos para la elaboración de un modelo matemático. Después, básicamente s lo se conoce la invención del molino de viento utilizado para extraer aguas subterráneas. Ya en el siglo XVI se desarrollaron los principios de la hidráulica con científicos como Keppler y Torricelli,- alrededor del año 1800 Newton, Bernouilli y Euler perfeccionaron dichas teorías.

El primer modelo físico hidráulico fue construido en el año 1795 por el ingeniero Luís Jerónimo Fargue sobre un tramo del Río Garona. En el año 1885, Reynolds construyó un modelo del río Merssey, cerca de Liverpool. Él anotó que la relación existente entre la fuerza de la inercia y la fuerza de fricción interna era de gran importancia para el diseño de los modelos hidráulicos. Hoy en día, esta relación se denomina número de Reynolds, parámetro adimensional muy significativo en los modelos hidráulicos actuales.

El arquitecto naval William Froude, en 1870, indicó la importancia de tal relación de la fuerza de inercia y de la fuerza de gravedad. En la actualidad ésta relación se denomina número de Froude, parámetro adimensional básico en el análisis de los modelos hidráulicos. El primer laboratorio hidráulico fue fundado en Dresden (Alemania), en 1891, por el Profesor Engels, y después de éste muchos otros aparecieron en casi todos los países del mundo; hoy en día hay más de un centenar

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VENTAJAS

* El fluido hidráulico actúa como lubricante y además puede

transportar el calor generado hacia un intercambiador

* Los actuadores aún pequeños, pueden desarrollar grandes fuerzas o pares; operar en forma continúa sin dañarse.

* La oleohidráulica a diferencia del sistema hidráulico convencional (agua) no se ve corroído en sus componentes internos del circuito en los cuales trabaja, permitiendo así una mayor vida útil.

* El aceite en circuitos hidráulicos también tiene la propiedad de lubricar, proteger y sellar entre cámaras restantes en las pequeñas áreas entre componente. Lo que aumenta la eficiencia del sistema.

* El aceite a altas presiones se comporta como un sólido y tiene un rango de compresión despreciable/casi nulo.

* La posibilidad de transmitir grandes fuerzas, empleando para ello pequeños elementos y la facilidad de poder realizar maniobras de mandos y reglaje.

DESVENTAJAS

* La potencia hidráulica no es tan fácilmente disponible, en comparación con la potencia eléctrica

* El costo de un sistema hidráulico en general es mayor que el de un sistema eléctrico semejante que cumpla una función semejante

* -El costo del equipo es más elevado.

* Su mantenimiento preventivo y correctivo, resulta ser más caro.

* Requiere de mayor cuidado, debido a sus implicaciones en caso de daño por las aplicaciones que se le da.

El riesgo de accidentes más catastróficos en caso de sobrepasar las capacidades o cualidades del sistema.

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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE SISTEMAS NEUMÁTICOS.

Ventajas y desventajas:

➢ El aire es limitado y se encuentra disponible gratuitamente en cualquier lugar. No precisa conductos de retorno; lo cual implica que el aire utilizado pasa de nuevo a la atmósfera.

➢ El aire es almacenado y comprimido en acumuladores o tanques, puede ser transportado y utilizado donde y cuando se precise.

➢ El aire esta a prueba de explosiones. No hay riesgo de chispas en atmósferas explosivas y puede ocuparse en lugares húmedos sin riesgo de electricidad estática.

➢ El aire es fiable, incluso a temperaturas extremas.

➢ Si se producen escapes de aire no son perjudiciales y pueden colocarse en las líneas, en depuradores o extractores para mantener el aire limpio.

➢ El diseño y constitución de los elementos es fácil y de simple conexión.

➢ Las velocidades y las fuerzas pueden regularse de manera continua y escalonada.

➢ Para la preparación del aire comprimido es necesario la eliminación de impurezas y humedades previas a su utilización.

➢ La obtención del aire comprimido es costosa.

➢ El aire que escapa a la atmósfera produce ruidos bastante molestos.

➢ No se obtienen velocidades uniformes en los elementos de trabajo.

➢ Es una fuente de energía cara.