Transcript Parámetros físicos
Parámetros físicos
Todas las sustancias que existen en la naturaleza se dividen en: Las sustancias líquidas y gaseosas están definidas como fluidos y tienen propiedades fundamentales que las diferencian de los sólidos.
GLOSARIO El concepto de fluido se deriva de la capacidad que tienen las sustancias en este estado (líquido o sólido) para ser conducidas atravesando cualquier conducto sin importar su forma.
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Hay distintos parámetros (magnitudes) físicos que es necesario conocer para comprender la interacción del aire comprimido con los distintos componentes de un sistema neumático: • Fuerza.
• Masa.
• Volumen.
• Densidad.
• Temperatura.
• Presión.
• Trabajo.
• Energía.
• Potencia.
• Flujo de aire.
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Fuerza El parámetro físico fuerza (F) consiste en un empuje ejercido sobre un objeto para cambiarlo de posición o movimiento. Este empuje incluye: • El arranque.
• La parada.
• El cambio de velocidad o dirección del movimiento.
En la neumática, la fuerza está en el aire comprimido.
Las unidades de fuerza que más se utilizan son: • Trabajo.
• Newton (N).
• Kilogramo (Kg.).
• Libra (lb).
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Masa Todos los objetos o sustancias tienen masa (m).
La masa representa la cantidad de materia en un objeto y determina su peso en la Tierra o en cualquier otro campo gravitatorio.
Las unidades de masa que más se utilizan son: • Kilogramo (Kg.).
• Gramo (gr.).
• Libra (lb).
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Volumen El volumen (V) es el espacio ocupado por un cuerpo o sustancia.
Los gases y los líquidos se adaptan al volumen del recipiente. Los sólidos, en cambio, poseen volumen propio.
Las unidades de volumen que más se utilizan son: • Metro cúbico (m3).
• Centímetro cúbico (cm3).
• Pulgada cúbica (in3).
Los gases y los líquidos tienen la característica de adoptar el volumen del recipiente que los contenga.
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Densidad La densidad (ρ) de un material o un objeto es su masa (m) dividida por la unidad de volumen (v).
La fórmula de densidad es: En cambio, los líquidos y los sólidos son prácticamente incompresibles.
Las unidades de densidad que más se utilizan son: • Libra / Pie cúbico: lb / ft3.
• Kilogramo / Metro cúbico: Kg. / m3.
• Gramo / Centímetro cúbico: gr. / cm3.
Los gases tienen la particularidad de poder modificar su densidad, es decir, son compresibles..
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Temperatura La temperatura (T) es una magnitud física que expresa el grado o nivel de calor de los cuerpos o del ambiente.
Existen dos tipos de escalas de temperatura Absolutas Relativas Kelvin (°K).
Rankine (°R).
Celsius (°C).
Fahrenheit (°F).
Las escalas relativas son las más utilizadas. A continuación se presentan las conversiones a escalas absolutas: • °R Escala absoluta en el sistema inglés = Temperatura en Fahrenheit (°F) + 460 • °K (escala absoluta en el sistema métrico) = Temperatura en Celsius (°C) + 273 Aguerrero - www.guerreroa.weebly.com [email protected]
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Presión La presión (P) es el resultado de ejercer una fuerza sobre una superficie (área).
Las unidades más usuales de presión son: • Psi = Libra / Pulgada al cuadrado: lb / in2.
• Kilogramo / Centímetro cuadrado: Kg. / cm2.
• Pascales = Newton / metro cuadrado: Pa = N / m2.
• Bar.
Tipos de Presión: Presión atmosférica Presión manométrica Presión absoluta Presión de vacío Es la que ejerce el aire de la atmósfera debido a su propio peso. Esta presión disminuye cuando aumenta la altitud.
Es la que resulta de tomar como presión de referencia la presión atmosférica.
Es la que resulta de tomar como presión de referencia al vacío absoluto.
Es una presión inferior a la atmosférica.
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Trabajo El trabajo (W) se realiza cuando una fuerza ejercida sobre un cuerpo recorre una distancia.
Las unidades de trabajo que más se utilizan son: • Joule (J).
• Kilogramo / Metro: Kg. / m.
• Libra / Pie: lb / ft.
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Energía La energía es una magnitud física abstracta, ligada al estado dinámico de un sistema. La ley de conservación de la energía, expresa que: “La energía no puede crearse o destruirse, solamente puede ser transformada”.
Cuando un sistema está en funcionamiento, parte de la energía se transforma en trabajo, pero otra parte se disipa en diversas formas de energía, como por ejemplo, energía térmica.
Los principales tipos de energía que pueden intervenir en un sistema neumático son: Eléctrica Opera el motor del compresor.
Producida por el compresor.
Neumática Cinética Potencial Térmica Producida cuando el aire comprimido está moviendo un objeto.
Almacena un objeto al cambiar su posición (por ejemplo: elevar un objeto, comprimir un resorte, comprimir un gas).
Calor que produce el motor del compresor, el aire en movimiento, el pistón en movimiento, etc.
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Potencia La potencia (P) se define como la cantidad de trabajo hecho en un determinado tiempo.
Las unidades de potencia que más se utilizan son: • Caballos de fuerza (HP = lbft/seg).
• Watts (Nm/seg).
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Flujo de aire
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Existen dos tipos de flujo de aire en cañerías : Flujo laminar: Tipo ideal de flujo de aire en un sistema neumático. Tal como se observa en la figura, las capas de aire se mueven casi en líneas paralelas.
Como en los fluidos, las capas cercanas a la superficie se mueven más lento debido a la fricción entre el gas y el tubo, la velocidad de las capas aumenta conforme se aproximan al centro del tubo. Este tipo de flujo permite bajas pérdidas de presión por fricción en las tuberías.
Flujo turbulento: Tipo de flujo no deseado. Usualmente ocurre por diversas razones: pasos estrechos del flujo, altas velocidades requeridas en el flujo, reducción brusca de diámetros, cambios repentinos de dirección o rugosidades.
Este tipo de flujo trae como consecuencia un desperdicio de potencia, pérdidas de presión en el sistema y daños en las puertas de entrada de los componentes neumáticos.
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