Fluidos Hidráulicos

UNIDAD 1 FLUIDOS HIDRÁULICOS

FUNCIONES

En hidráulica el término fluido está generalizado para hacer referencia al líquido (f. hidráulico) que se utiliza como medio de trabajo. La selección del líquido hidráulico de potencia es factor determinante del rendimiento del sistema y de la duración de todos los elementos hidráulicos.

Los fluidos hidráulicos cumplen con cuatro funciones principales:

- Transmitir la potencia.

- Lubricar las piezas móviles del sistema

- Sellar las tolerancias (huelgos entre piezas móviles).

- Disipar el calor que se genere.

TRANSMISIÓN DE LA POTENCIA: El fluido debe viajar con facilidad a través de la líneas y orificios de los elementos. Mucha resistencia al flujo produce pérdidas considerables de potencia El fluido debe ser tan incomprensible como sea posible, para que cuando arranque una bomba o cambie de posición una válvula, la ecuación sea instantánea

LUBRICACIÓN: En casi todos los elementos hidráulicos la lubricación interna la proporciona el fluido. Todas las piezas con movimiento relativo entre sí, están sujetas a desgastes por lo que deben deslizarse con una película de lubricante entre ellas.

SELLAMIENTO: En muchos elementos de un sistema hidráulico (bombas, válvulas y actuadores) el fluido es el único sello, para así evitar la fuga del mismo fluido, contra la presión en el interior de estos elementos hidráulicos.

DISIPACIÓN DE CALOR: La circulación del fluido a lo largo de las líneas y en la superficie del tanque depósito, hace que el fluido ceda el calor que se genera en el sistema. Para cuando esto no sea suficiente se emplean los intercambiadores de calor.

Además de estas cuatro funciones principales, el fluido hidráulico debe cumplir con otros requisitos de calidad, tales como:

- Emulsibilidad (capacidad de mezclarse con el agua). ,

- Evitar la oxidación del mismo fluido.

- Evitar la formación de sedimentos, gomosidades y barnices.

- Inhibir la espuma

- Mantener su propia estabilidad.

- Mantener su viscosidad al variar su temperatura

- Evitar la corrosión y picaduras.

- Compatibilidad con sello y empaques.

Todos los requisitos de calidad, por lo general, son el resultado de composiciones especiales (aditivos) y pueden no estar presentes en todos los fluidos.

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PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS HIDRÁULICOS

A continuación se tienen las principales propiedades de los fluidos hidráulicos que se les permite cumplir con sus funciones principales y al mismo tiempo, con todos o casi todos los requisitos de calidad.

1 - Densidad.

2 - Viscosidad.

3 - Índice de viscosidad.

4 - Poder antiespumante.

5 - Capacidad de lubricación.

6 - Capacidad de desemulsión.

7 - Punto de fluidez.

8 - Poder anticorrosivo.

9 - Acción antioxidante.

10- Punto de anilina

11- Comprensibilidad.

1.- DENSIDAD: Como se definió en un principio, la densidad de un cuerpo es la relación que existe entre su masa y el volumen que ocupa dicho cuerpo.

2.- VISCOSIDAD: La viscosidad de un fluido es la medida de su resistencia a fluir. La viscosidad es la resistencia que presenta un fluido a todo deslizamiento de sus moléculas entre sí. La viscosidad de un fluido se caracteriza por su mayor o menor facilidad pasar fluir. Si un fluido se desplaza con facilidad, su viscosidad es baja; si se dificulta su circulación, su viscocídad es alta. Se puede decir que un fluido delgado o grueso o que tiene poco o mucho cuerpo. Para cualquier sistema hidráulico, la viscosidad que tenga el fluido es de vital importancia De esto depende:

- El rendimiento del sistema.

- Las pérdidas de carga (proporcionales a la viscosidad).

- La vida de los elementos hidráulicos.

Si la viscosidad es excesivamente se tiene:

- Alta resistencia al flujo.

- Gran consumo de potencia debido a pérdidas por fricción.

- Generación de calor no deseado.

- Aumento de caída de presión.

- Riesgo alto de desgaste prematuro (se impide la formación de la película lubricante).

- Dificultad para eliminar la espuma

Si la viscosidad es deficiente:

- Aumento de fugas internas.

- Lubricación insuficiente (rompimiento de la película lubricante).

- Disminución de la eficiencia de la bomba

- Aumento de la temperatura por fugas.

La viscosidad tiene diferentes formas de definirse, los siguientes métodos, en orden decreciente, se utilizan para definir a la viscosidad:

VISCOCIDAD ABSOLUTA (POISE (P)): Es la relación entre el esfuerzo cortante de avance y porcentaje del corte del fluido. También se mide en centipoises (cP). 1 Poise = cP,

VISCOSIDAD CINEMÁTICA (STOKE (St)) : Es la relación entre la viscosidad absoluta y la densidad del fluido. También se mide en centistokes (cSt). 1 Stoke = lOOcSt.

VISCOSIDAD RELATIVA: La viscosidad relativa o convencional se determina mediante aparatos denominados viscosímetros. De acuerdo al lugar donde se realice la medición, resulta

Sus unidades;

En Europa: se mide en grados Engler (°E).

En Inglaterra: se determina en segundos REEDWOOD.

En Estados Unidos de Norteamérica (USA): se expresa en segundos Saybolt Universale (SUS) y en números SAE.

Para fines prácticos y comerciales basta con conocer la viscosidad relativa de los fluidos hidráulicos. Esta se establece midiendo el tiempo en que tarda en fluir una cantidad determinada del fluido a través de un orificio estandarizado de dimensiones también específicas, a una temperatura establecida.

En nuestro país se ha aceptado el viscosímetro Saybolt. Las pruebas se realizan, generalmente, a 37.8°C (100 °F) y a 98.8 °C (210°F). Para aplicaciones industriales, la viscosidad del fluido hidráulico se debe encontrar generalmente alrededor de los 150 SUS a 37.8 °C. Como regla general, la viscosidad nunca debe ser menor de 45 SUS ni mayor de 4000 SUS, sin importar cuál sea su temperatura.

Los números SAE han sido establecidos para especificar ciertos porcentajes de viscosidad SUS de los aceites a temperaturas de prueba SAE. Los números de "invierno" (en inglés Winter) se determinan a la temperatura de -17.8 °C (O °F). Algunos valores son: 5w, 1O w, etc. Los números SAE para verano (20, 30, etc.) designan el porcentaje SUS a 98.8 °C (210 °F).

3.- ÍNDICE DE VISCOSIDAD: El Índice de viscosidad (en inglés Viscosity Index VI) es una medida que permite valorar el comportamiento de la viscosidad de un fluido en función de la

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