Ao de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la Educacin

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA CARRERA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TEMA:LA HIDRAULICA.

Presentado Por:Christian Romero CabreraCesar Gallo RodrguezRoy Lpez ValdiviesoGilder Garca GuzmnAshlly Dioses NoleStefano Garca Moscol

Ciclo: ITumbes- Per 2015DEDICATORIA

En primer lugar queremos dedicar este trabajo y a la vez expresar nuestro agradecimiento a Dios quien es el que cada da nos gua y nos da fuerza para seguir en pie de lucha por nuestro futuro y el de nuestras familias a l infinitas gracias.Al profesor de ctedra, por el esfuerzo y tiempo dedicado, as como por haber conseguido trasmitirnos su entusiasmo por la investigacin y el trabajo bien hecho. A los compaeros del grupo ya que cada uno puso su granito de arena para que esta investigacin se realizara de forma completa y satisfactoria. A esta noble Universidad que nos abre las puertas al conocimiento y al desarrollo profesional. A nuestras familias por su paciencia apoyo y nimos para continuar con nuestros estudios.

A Todos Muchas Gracias.

INDICE

INTRODUCCIONi1.-HIDRAULICA...02 1.1.- HISTORIA DE LA HIFRAULICA..02 1.2.- DIVISION DE LA HIDRAULICA06 1.2.1.- La Hidrosttica...06 1.2.1.1.- Principio de Pascal.07 1.2.1.2,- Principio de Arqumedes07 1.2.2.- La Hidrodinmica..08 1.2.2.1.- Flujos Incompresibles y sin Razonamiento09 1.2.2.1.1.- Ley de Conservacin de la masa en la dinmica de Fluidos.09 1.2.2.2.- Flujos Viscosos...10 1.2.2.3.- Flujos de Capa Limite12 1.2.2.4.- Flujos Compresibles...12 1.3.- PROPIEDADES O CARACTERISTICAS DE LOS FLUIDOS.13 1.3.1.- Propiedades Primarias o Termodinmicas...13 1.3.1.1.- Densidad..13 1.3.1.2.- Presin.14 1.3.1.3.- Temperatura17 1.3.1.4.- Energa Interna18 1.3.1.5.- Entalpia.18 1.3.1.6.- Entropa19 1.3.1.7.- Calores Especficos19 1.3.2.- Propiedades Secundarias20 1.3.2.1.- Viscosidad20 1.3.2.2.- Conductividad Trmica..21 1.3.2.3.- Tensin Superficial.22 1.3.2.4.- Compresin.23 1.4.- SISTEMAS HIDRAULICOS...24 1.4.1.- Principios de Funcionamiento de un Sistema hidrulico....24 1.4.1.1.- Fuerza..24 1.4.1.2.- Presin.24 1.4.2.- Elementos de un Sistema Hidrulico.25 1.5.- APLICACIONES ACTUALES DE LA HIDRAULICA EN LA INGENIERIA CIVIL..25CONCLUSION..27BIBLIOGRAFIA...........28ANEXOS29

INTRODUCCION

La hidrulica es la parte de la fsica que estudia la mecnica de los fluidos; es una rama de lafsicay laingenieraque se encarga del estudio de las propiedades mecnicas de losfluidos (lquidos). Todo esto depende de las fuerzas que se interponen con la masa (fuerza) y empuje de la misma. Es una aplicacin de la mecnica de fluidos en ingeniera, usan dispositivos que funcionan con lquidos, por lo general agua y aceite como las maquinas ejemplo: caladora, carros, sistemas de riego, etc. Su estudio es importante ya que nos posibilita analizar las leyes que rigen el movimiento de los lquidos y las tcnicas para el mejoraprovechamiento de las aguas. Tambin, mediante el clculo matemtico, el diseo de modelos que a pequea escala y la experimentacin con ellos, es posible determinar las caractersticas de construccin que deben de tener presas, puertos, canales, tuberas y maquinas hidrulicas como el gato y la prensa.

1.- HIDRAULICA.Lahidrulica, del latnhydraulcus, hace referencia aaquello que se mueve por medio de fluidos. El concepto se utiliza, en general, para nombrar al arte de contener, conducir y elevar las aguas. Es la parte de la fsica que estudia la mecnica de los fluidos; analiza las leyes que rigen el movimiento de los lquidos y las tcnicas para mejorar el aprovechamiento de las aguas.

1.1.-HISTORIA DE LA HIDRAULICA.Desde la creacin el hombre haestado empeado en multiplicar su fuerza fsica. Inicialmente se asoci con otros para aplicar cada uno su fuerza individual a un solo objeto. Posteriormente un ilustre desconocido invent la rueda y otros la palanca y la cua. Con estos medios mecnicos se facilitaron enormemente las labores. Pronto estos elementos se combinaron y evolucionaron hasta convertirse en ingenios mecnicos muy diversos, que fueron utilizados en la construccin de los pueblos, en las guerras y en la preparacin de la tierra.Tambin el hombre al lado del desarrollo de los dispositivos mecnicos, empez desde muy temprano la experimentacin de la utilizacin de recursos naturales tan abundantes como el agua y el viento. Inicialmente se movilizo en los lagos y ros utilizando los troncos de madera que flotaban. Ms adelante la navegacin se hizo a vela aprovechando la fuerza de los vientos.La rueda hidrulica y el molino de viento Son prembulos de mucho inters para la historia de los sistemas con potencia fluida, pues familiarizaron al hombre con las posibilidades d los fluidos para generar y transmitir energa y le ensearon en forma emprica los rudimentos de la Hidromecnica y sus propiedades.La primera bomba construida por el hombre fue la jeringa y se debe a los antiguos egipcios, quienes la utilizaron para embalsamar las momias. CTESIBIUS en el siglo II A.C., la convirti en una bomba de doble efecto.En la segunda mitad del siglo XV, LEONARDO DA VINCI en su escrito sobre flujo de agua y estructuras para ros, estableci sus experiencias y observaciones en la construccin de instalaciones hidrulicas ejecutadas principalmente en Miln y Florencia.GALILEO en 1612 elaboro el primer estudio sistemtico de los fundamentos de la Hidrosttica.Un alumno de Galileo, TORRICELI, enunci en 1643 la ley del flujo libre de lquidos a travs de orificios. Construyo El barmetro para la medicin de la presin atmosfrica.BLAISE PASCAL, aunque vivi nicamente hasta la edad de 39 aos, fue uno de los grandes cientficos y matemticos del siglo XVII. Fue responsable de muchos descubrimientos importantes, pero en relacin con la mecnica de fluidos son notables los siguientes:La formulacin en 1650 de la ley de la distribucin de la presin en un lquido contenido en un recipiente. Se conoce esta, como ley de Pascal.La comprobacin de que la potencia del vaco se debe al peso de la atmsfera y no a un "horror natural" como se crey por ms de 2000 aos antes de su poca.A ISAAC NEWTON, adems de muchas contribuciones a la ciencia y a las matemticas, se le debe en Mecnica de Fluidos:Elprimer enunciado de la ley de friccin en un fluido en movimiento.La introduccin del concepto de viscosidad en un fluido.Los fundamentos de la teora de la similaridad hidrodinmica.Estos, sin embargo, fueron trabajados aislados de los cuales resultaron leyes y soluciones a problemas no conexos. Hasta la mitad del siglo XVIII no exista aun una ciencia integrada sobre El comportamiento de los fluidos.Los fundamentos tericos de la Mecnica de Fluidos como una cienciase deben a Daniel Bernoulli y a Leonhard Euler en el siglo XVIII.DANIEL BERNOULLI, 1700-1782, perteneci a una famosa familia suiza en la cual hubo once sabios celebres, la mayora de ellos matemticos o mecnicos. Gran parte de su trabajo se realiz en San Petersburgo, como miembro de la academia rusa de ciencias. En 1738 en su "Hidrodinmica", formulo la ley fundamental del movimiento de los fluidos que da la relacin entre presin, velocidad y cabeza de fluido.LEONHARD EULER, 1707-1783, tambin suizo, desarrollo las ecuaciones diferenciales generales del flujo para los llamados fluidos ideales (no viscosos). Esto marco El principio de los mtodos tericos de anlisis en la Mecnica de Fluidos. A Euler se le debe tambin la ecuacingeneral del trabajo para todas las maquinas hidrulicas rotodinamicas (turbinas, bombas centrifugas, ventiladores, etc.), adems de los fundamentos de la teora de la flotacin.En 1985, despus de 135 aos dela formulacin de la ley de Pascal, JOSEPH BRAMAH, construyo en Inglaterra la primera prensa hidrulica. Esta primera prensa utilizaba sello de cuero y agua como fluido de trabajo. El accionamiento se realizaba por medio de una bomba manual y no superaba los 10 bares de presin. Sin embargo, la fuerza desarrollada por ella fue algo descomunal e inesperada para el mundo tcnico e industrial de entonces.Inmediatamentesiguieronsin nmero de aplicaciones y como eradeesperarse, se abri un mercado para el mismo sin precedentes y que superaba las disponibilidades tanto tcnicas como financieras de su tiempo.El segundo periodo, que comprende los ltimos aos del siglo XVIII y la mayora del XIX, se caracteriz por la acumulacin de datos experimentales y porla determinacin de factores de correccin para la ecuacin de Bernoulli. Se basaron en el concepto de fluido ideal, o sea que no tuvieron en cuenta una propiedad tan importante como la viscosidad. Cabe destacar los nombres de experimentalistas notables como ANTOINE CHEZY, HENRI DARCY, JEAN POISEUILLE en Francia; JULIUS WEISBACH Y G. HAGEN en Alemania. De importancia especial fueron los experimentos de Weisbach y las frmulas empricas resultantes que fueron utilizadas hasta hace poco tiempo.Entre los tericos de la Mecnica de Fluidos de este perodo, estn LAGRANGE, HELMHOLTZ Y SAINT VENANT.En los aos posteriores a 1850 las grandes ciudades de Inglaterra instalaron centrales de suministros de energa hidrulica, la cual era distribuida a grandes distancias por tuberas hasta las fbricas donde accionaban molinos, prensas, laminadores y gras.Todavafuncionan en algunas ciudades europeas las redes de distribucin de energa hidrulica. En Londres, por ejemplo, esta aun en servicio la empresa " The London Hydraulic Power Co.", con capacidad instalada de 700 HP y 180 millas de tubera de distribucin. En la misma ciudad, el famoso Puente de la Torre, es accionado hidrulicamente, as como el ascensor principal en el edificio de la institucin de los Ingenieros Mecnicos.En el periodo siguiente, al final del siglo XIX y principios del XX, se tom en cuenta la viscosidad y la teora de la similaridad. Se avanz con mayor rapidez por la expansin tecnolgica y las fuerzas productivas. A este perodo estn asociados los nombres de GEORGE STOKES y de OSBORNE REYNOLDS, 1819-1903 y 1942-1912, respectivamente.En la Hidrulica contempornea se deben mencionar a: LUIDWIG PRANDTL, THEODOR VON KARMAN Y JOHAN NIKURADSE. Los dos primeros por sus trabajos en Aerodinmica y Mecnica de Fluidos que sirvieron para dilucidar la teoradel flujo turbulento; el ltimo sobre flujo en tuberas.En 1906 la Marina de los EE.UU. bot El U.S.Virginia, primer barco con sistemas hidrulicos para controlar su velocidad y para orientar sus caones.En 1930 se empezaron a construir las bombas de paletas de alta presin y se introdujeron los sellos de caucho sinttico. Diez aos despus los servomecanismos electrohidrulicos ampliaron el campode aplicacin de laoleohidrulica (rama de la hidrulica que utiliza aceite mineral como fluido). Desde los aos sesenta el esfuerzo investigativo de la industria y las entidades de formacin profesional ha conducido hasta los sofisticados circuitos de la fludica.

1.2.-DIVISION DE LA HIDRAULICA.La Hidraulica se divide en dos:

1.2.1.- La Hidrosttica:Lahidrostticaes la rama de lamecnica de fluidosque estudia losfluidosen estado de reposo; es decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posicin. Los principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrosttica son el principio de Pascaly elprincipio de Arqumedes.1.2.1.1.- Principio de PascalEn fsica, el principio de Pascal es una ley enunciada por el fsico y matemtico francsBlaise Pascal(1623-1662).El principio de Pascal afirma que la presin aplicada sobre unfluido no compresiblecontenido en un recipiente indeformable se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y a todas partes del recipiente.Este tipo de fenmeno se puede apreciar, por ejemplo en la prensa hidrulica la cual funciona aplicando este principio.Definimoscompresibilidadcomo la capacidad que tiene un fluido para disminuir el volumen que ocupa al ser sometido a la accin de fuerzas.

1.2.1.2.- Principio de ArqumedesEl principio de Arqumedes afirma que todo cuerpo slido sumergido total o parcialmente en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba con una fuerza igual al peso del volumen de fluido desalojado.El objeto no necesariamente ha de estar completamente sumergido en dicho fluido, ya que si el empuje que recibe es mayor que el peso aparente del objeto, ste flotar y estar sumergido slo parcialmente.E=PeV

1.2.2.- La Hidrodinmica: Esta rama de la mecnica de fluidos se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento; estas leyes son enormemente complejas, y aunque la hidrodinmica tiene una importancia prctica mayor que la hidrosttica, slo podemos tratar aqu algunos conceptos bsicos.Euler fue el primero en reconocer que las leyes dinmicas para los fluidos slo pueden expresarse de forma relativamente sencilla si se supone que el fluido es incompresible e ideal, es decir, si se pueden despreciar los efectos del rozamiento y la viscosidad. Sin embargo, como esto nunca es as en el caso de los fluidos reales en movimiento, los resultados de dicho anlisis slo pueden servir como estimacin para flujos en los que los efectos de la viscosidad son pequeos.1.2.2.1.-Flujos incompresibles y sin rozamientoEstos flujos cumplen el llamado teorema de Bernoulli, que afirma quela energa mecnica total de un flujo incompresible y no viscoso(sin rozamiento)es constante a lo largo de una lnea de corriente. Las lneas de corriente son lneas de flujo imaginarias que siempre son paralelas a la direccin del flujo en cada punto, y en el caso de flujo uniforme coinciden con la trayectoria de las partculas individuales de fluido. El teorema de Bernoulli implica una relacin entre los efectos de la presin, la velocidad y la gravedad, e indica quela velocidad aumenta cuando la presin disminuye. Este principio es importante para predecir la fuerza de sustentacin de un ala en vuelo.Ecuacin de continuidad: (para flujo estacionario e incompresible, sin fuentes ni sumideros,por evaluarse a lo largo de una lnea de corriente).1.2.2.1.1.- Ley de conservacin de la masa en la dinmica de los fluidos:A1.v1= A2.v2= constante.

Recordar que p = F/A F = p.AFlujo de volumen:(caudal). = A .v [m/s]Ecuacin de Bernoulli:(principio de conservacin de la energa) paraflujo ideal(sin friccin).p1+ .v1/2 + .g.h1= p2+ .v2/2 + .g.h2= constantep1/ + v1/2 + g.h1= p2/ + v2/2 + g.h2p/ = energa de presin por unidad de masa.g.h = energa potencial por unidad de masa.v/2 = energa cintica por unidad de masa.Ecuacin de Bernoulli paraflujo en reposo: v1= v2= 0p1+ .g.h1= p2+ .g.h21.2.2.2.- Flujos viscosos: movimiento laminar y turbulentoCuando entre dos partculas en movimiento existe gradiente de velocidad, o sea que una se mueve ms rpido que la otra, se desarrollan fuerzas de friccin que actan tangencialmente a las mismas.Las fuerzas de friccin tratan de introducir rotacin entre las partculas en movimiento, pero simultneamente la viscosidad trata de impedir la rotacin. Dependiendo del valor relativo de estas fuerzas se pueden producir diferentes estados de flujo.Cuando el gradiente de velocidad es bajo, la fuerza de inercia es mayor que la de friccin, las partculas se desplazan pero no rotan, o lo hacen pero con muy poca energa, el resultado final es un movimiento en el cual las partculas siguen trayectorias definidas, y todas las partculas que pasan por un punto en el campo del flujo siguen la misma trayectoria. Este tipo de flujo fue identificado porO. Reynoldsy se denomina laminar, queriendo significar con ello que las partculas se desplazan en forma de capas o lminas.Al aumentar el gradiente de velocidad se incrementa la friccin entre partculas vecinas al fluido, y estas adquieren una energa de rotacin apreciable, la viscosidad pierde su efecto, y debido a la rotacin las partculas cambian de trayectoria. Al pasar de unas trayectorias a otras, las partculas chocan entre s y cambian de rumbo en forma errtica. ste tipo de flujo se denomina "turbulento". Estos flujos fueron demostrados por Reynolds.Reynolds tambin determin que la transicin del flujo laminar al turbulento era funcin de un nico parmetro, que desde entonces se conoce como nmero de Reynolds. Si el nmero de Reynolds (que carece de dimensiones y es el producto de la velocidad, la densidad del fluido y el dimetro de la tubera dividido entre la viscosidad del fluido) es menor de 2.000, el flujo a travs de la tubera es siempre laminar; cuando los valores son mayores a 3000 el flujo es turbulento. El concepto de nmero de Reynolds es esencial para gran parte de la moderna mecnica de fluidos.Los flujos turbulentos no se pueden evaluar exclusivamente a partir de las predicciones calculadas, y su anlisis depende de una combinacin de datos experimentales y modelos matemticos; gran parte de la investigacin moderna en mecnica de fluidos est dedicada a una mejor formulacin de la turbulencia. Puede observarse la transicin del flujo laminar al turbulento y la complejidad del flujo turbulento cuando el humo de un cigarrillo asciende en aire muy tranquilo. Al principio, sube con un movimiento laminar a lo largo de lneas de corriente, pero al cabo de cierta distancia se hace inestable y se forma un sistema de remolinos entrelazados.Ecuacin de Bernoulli paraflujo real(con friccin)p1/ + v1/2 + g.h1= p2/ + v2/2 + g.h2+ H0H0= perdida de energa por rozamiento desde 1 hasta 2.1.2.2.3.-Flujos de la capa lmiteLacapa lmiteocapa fronterizade unfluidoes la zona donde el movimiento de ste es perturbado por la presencia de un slido con el que est en contacto. La capa lmite se entiende como aquella en la que lavelocidaddel fluido respecto al slido en movimiento vara desde cero hasta el 99% de la velocidad de la corriente no perturbada.Los flujos pueden separarse en dos regiones principales. La regin prxima a la superficie est formada por una delgada capa lmite donde se concentran los efectos viscosos y en la que puede simplificarse mucho el modelo matemtico. Fuera de esta capa lmite, se pueden despreciar los efectos de la viscosidad, y pueden emplearse las ecuaciones matemticas ms sencillas para flujos no viscosos.La teora de la capa lmite ha hecho posible gran parte del desarrollo de las alas de los aviones modernos y del diseo de turbinas de gas y compresores.1.2.2.4.- Flujos compresiblesEl inters por los flujos compresibles comenz con el desarrollo de turbinas de vapor por el britnico Parsons y el sueco Laval. En esos mecanismos se descubri por primera vez el flujo rpido de vapor a travs de tubos, y la necesidad de un diseo eficiente de turbinas llev a una mejora del anlisis de los flujos compresibles. El inters por los flujos de alta velocidad sobre superficies surgi de forma temprana en los estudios de balstica, donde se necesitaba comprender el movimiento de los proyectiles.Uno de los principios bsicos del flujo compresible es que la densidad de un gas cambia cuando el gas se ve sometido a grandes cambios de velocidad y presin. Al mismo tiempo, su temperatura tambin cambia, lo que lleva a problemas de anlisis ms complejos. El comportamiento de flujo de un gas compresible depende de si la velocidad de flujo es mayor o menor que la velocidad del sonido.El sonido es la propagacin de una pequea perturbacin, u onda de presin, dentro de un fluido. Para un gas, la velocidad del sonido es proporcional a la raz cuadrada de su temperatura absoluta. La velocidad del sonido en el aire a 20 C (293 Kelvin en la escala absoluta), es de unos 344 metros por segundo. Si la velocidad de flujo es menor que la velocidad del sonido (flujo subsnico), las ondas de presin pueden transmitirse a travs de todo el fluido y as adaptar el flujo que se dirige hacia un objeto. Por tanto, el flujo subsnico que se dirige hacia el ala de un avin se ajustar con cierta distancia de antelacin para fluir suavemente sobre la superficie. En el flujo supersnico, las ondas de presin no pueden viajar corriente arriba para adaptar el flujo. Por ello, el aire que se dirige hacia el ala de un avin en vuelo supersnico no est preparado para la perturbacin que va a causar el ala y tiene que cambiar de direccin repentinamente en la proximidad del ala, lo que conlleva una compresin intensa u onda de choque. El ruido asociado con el paso de esta onda de choque sobre los observadores situados en tierra constituye el estampido snico de los aviones supersnicos. Frecuentemente se identifican los flujos supersnicos por su nmero de Mach, que es el cociente entre la velocidad de flujo y la velocidad del sonido. Por tanto, los flujos supersnicos tienen un nmero de Mach superior a 1.

1.3.- PROPIEDADES O CARACTERISTICAS DE LOS FLUIDOSLas propiedades de un fluido son las que definen el comportamiento y caractersticas del mismo tanto en reposo como en movimiento.1.3.1.-Propiedades primarias o termodinmicas:1.3.1.1.-Densidad: o masa especfica, La densidad es la cantidad de masa por unidad de volumen. Se denomina con la letra . En el sistema internacional se mide en kilogramos / metro cbico.Cuando se trata de una sustancia homognea, la expresin para su clculo es:

Dnde::densidad de la sustancia, Kg/m3m:masa de la sustancia, KgV:volumen de la sustancia, m3en consecuencia la unidad de densidad en elSistema Internacionalser kg/m3pero es usual especificar densidades en g/cm3, existiendo la equivalencia1g cm3= 1.000 kg/ m3.La densidad de una sustancia vara con la temperatura y la presin; al resolver cualquier problema debe considerarse la temperatura y la presin a la que se encuentra el fluido.Peso especfico: El peso especfico de un fluido se calcula como su peso por unidad de volumen (o su densidad por g).En el sistema internacional se mide en Newton / metro cbico.

1.3.1.2.- Presin: En general, podemos decir que la presin se define como fuerza sobre unidad de superficie, o bien que lapresin es la magnitud que indica cmo se distribuye la fuerza sobre la superficie en la cual est aplicada.

Si una superficie se coloca en contacto con un fluido en equilibrio (en reposo) el fluido, gas o lquido, ejerce fuerzas normales sobre la superficie.Entonces, presin hidrosttica, en mecnica, es la fuerza por unidad de superficie que ejerce un lquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie.Si la fuerza total (F) est distribuida en forma uniforme sobre el total de un rea horizontal (A), la presin (P) en cualquier punto de esa rea ser

P: presin ejercida sobre la superficie, N/m2F: fuerza perpendicular a la superficie, NA: rea de la superficie donde se aplica la fuerza, m2Ahora bien, si tenemos dos recipientes de igual base conteniendo el mismo lquido (figura a la izquierda) , veremos que el nivel del lquido es el mismo en los dos recipientes y la presin ejercida sobre la base es la misma.Eso significa que:La presin es independiente del tamao de la seccin de la columna: depende slo de su altura (nivel del lquido) y de la naturaleza del lquido (peso especfico).Esto se explica porque la base sostiene slo al lquido que est por encima de ella, como se grafica con las lneas punteadas en la figura a la derecha.La pregunta que surge naturalmente es: Qu sostiene al lquido restante?Y la respuesta es: Las paredes del recipiente. El peso de ese lquido tiene una componente aplicada a las paredes inclinadas.La presin se ejerce solo sobre la base y la altura o nivel al cual llega el lquido indica el equilibrio con la presin atmosfrica.Presin y profundidadLa presin en un fluido en equilibrio aumenta con la profundidad, de modo que las presiones sern uniformes slo en superficies planas horizontales en el fluido.Por ejemplo, si hacemos mediciones de presin en algn fluido a ciertas profundidades la frmula adecuada es

Es decir, la presin ejercida por el fluido en un punto situado a una profundidadhde la superficie es igual al producto de la densidadddel fluido, por la profundiadhy por la aceleracin de la gravedad.Si consideramos que la densidad del fluido permanece constante, la presin, del fluido dependera nicamente de la profundidad. Pero no olvidemos que hay fluidos como el aire o el agua del mar, cuyas densidades no son constantes y tendramos que calcular la presin en su interior de otra manera.

Unidad de PresinEn el sistema internacional la unidad es el Pascal (Pa) y equivale a Newton sobre metro cuadrado.

La presin suele medirse en atmsferas (atm); la atmsfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm demercurioo 14,70 lbf/pulg2(denominada psi).La tabla siguiente define otras unidades y se dan algunas equivalencias.UnidadSmboloEquivalencia

barbar1,0 105Pa

atmsferaatm101.325 Pa 1,01325 bar 1013,25 mbar

mm de mercuriommHg133.322 Pa

Torrtorr133.322 Pa

lbf/pulg2psi0,0680 atm

kgf/cm20,9678 atm

atm760,0 mmHg

psi6.894, 75 Pa

1.3.1.3.-Temperatura: se define como una magnitud escalar relacionada con la energa interna de un sistema termodinmico, definida por el principio cero de la termodinmica. Ms especficamente, est relacionada directamente con la parte de la energa interna conocida como "energa sensible", que es la energa asociada a los movimientos de las partculas del sistema.1.3.1.4.- Energa interna: La energa interna se define como laenergaasociada con el movimiento aleatorio y desordenado de las molculas. Est en una escala separada de la energa macroscpica ordenada, que se asocia con los objetos en movimiento. Se refiere a laenerga microscpicainvisible de la escala atmica y molecular. LaUes el smbolo comn ms usado para representar la energa interna.Las cantidades relacionadas con la energa, que son particularmente tiles en la termodinmica qumica son laentalpa, laenergia libre de Helmholtz, y la energa libre de Gibbs.1.3.1.5.- Entalpa: La entalpa se define por: H = U + PVDonde P y V son la presin y el volmen, y U es la energa interna. La entalpa es por tanto unavariable de estadomedible de forma precisa, puesto que se define en funcin de las otras tres variables de estado medibles de forma precisa. Es algo paralelo a laprimera ley de la termodinmicaen un sistema a presin constanteQ = U + PVpuesto que en este caso Q=H

Se trata de una cantidad til en el seguimiento de las reacciones qumicas. Si como resultado de una reaccin exotrmica se libera un poco de energa de un sistema, tiene que aparecer de alguna forma medible en funcin de las variables de estado. Un incremento de la entalpa H = U + PV se debera asociar con un incremento en la energa interna que podra medirse por la calorimetra, o por el trabajo realizado por el sistema, o por una combinacin de los dos.La energa interna U podra considerarse como, la energa necesaria para crear un sistema en ausencia de cambios en la temperatura o el volumen. Pero si el proceso cambia el volumen, como en las reacciones qumicas que producen productos gaseosos, entonces se debe realizartrabajopara producir cambio en el volumen. En un proceso a presin constante, el trabajo que debemos realizar para producir un cambio de volumen V es PV. Por tanto el trmino PV se puede interpretar como el trabajo que se debe hacer para "crear espacio" para el sistema, si se presume que empez con un volumen cero.1.3.1.6.- Entropa: es una propiedad de la cantidad de materia del cuerpo, lo cual se refiere a una regin del espacio y puede bsicamente ser tratada como una sustancia. De esta manera, ella se puede distribuir en un rea de la materia, acumularse, confinarse o de manera inversa, puede ser extrada, descomprimida o transferida a otro objeto. En este sentido es comparable a la energa, al momento o a la carga elctrica. De manera anloga con estas cantidades, existe tambin una densidad de entropa la cual es la cantidad de entropa referida al volumen.La entropa cambia el estado de un fluido de manera significativa. Cuando un fluido contiene poca entropa, este se percibe como fro. Si el mismo fluido contiene ms y an ms entropa, l puede percibirse como tibio o incluso caliente respectivamente.1.3.1.7.- Calores especficos: El calor especfico es la cantidad decalorque se necesita por unidad de masa para elevar latemperaturaun grado Celsius. La relacin entre calor y cambio de temperatura, se expresa normalmente en la forma que se muestra abajo, donde c es el calor especfico. Esta frmula no se aplica si se produce un cambio de fase, porque el calor aadido o sustrado durante el cambio de fase no cambia la temperatura.

El calor especfico del agua es 1 calora/gramo C = 4,186 julios/gramo C que es ms alto que el de cualquier otra sustancia comn. Por ello, el agua desempea un papel muy importante en la regulacin de la temperatura. El calor especfico por gramo de agua es mucho ms alto que el de un metal, como se describe en elejemplo agua-metal. En la mayora de los casos es ms significativo comparar los calores especficos molares de las sustancias.De acuerdo con laley de Dulong y Petit, el calor especfico molar de la mayor parte de los slidos, a temperatura ambiente y por encima, es casi constante. A ms baja temperatura, los calores especficos caen a medida que los procesos cunticos se hacen significativos. El comportamiento a baja temperatura se describe por elmodelo Einstein-Debyepara el calor especfico.

1.3.2.-Propiedades secundarias: Caracterizan el comportamiento especfico de los fluidos.1.3.2.1.- Viscosidad: Expresa la facilidad que tiene un fluido para desplazarse cuando se le aplica una fuerza externa. Es posible predecir la viscosidad de muchos fluidos, el alquitrn es ms viscoso que el agua, y a su vez, los gases son mucho menos viscosos que los lquidos. a)Viscosidad absoluta o dinmica () (1): El coeficiente de viscosidad absoluta es una medida de su resistencia al deslizamiento o a sufrir deformaciones internas. La unidad de la viscosidad absoluta o dinmica en el sistema internacional (SI) es el pascal por segundo (Pas) o tambin Newton por segundo partido por metro cuadrado (Ns/m2 ), es decir kilogramo partido por metro segundo (kg/ms). Esta unidad se conoce como Poise. Uno de los submltiplos ms utilizados es el centipoise (cP), 10-2 poises, es la unidad ms utilizada para expresar la viscosidad cinemtica de un fluido. UnidadPascP

1 Pas11000

1 cP0,0011

Normalmente se usa la letra griega para el trmino referente a la viscosidad. Otro dato importante relacionado con la viscosidad es la viscosidad del agua a 20 C es exactamente de 1,002 cP. Otra propiedad importante que tiene la viscosidad es la dependencia que tiene con la temperatura. La viscosidad de un fluido disminuye con la reduccin de densidad que tiene lugar al aumentar la temperatura. En un fluido menos denso hay menos molculas por unidad de volumen que puedan transferir impulso desde la capa en movimiento hasta la capa estacionaria. Esto, a su vez afecta a la velocidad de las distintas capas.b) Viscosidad cinemtica: Es el cociente entre la viscosidad dinmica y la densidad, y se suele usar la letra griega En el sistema internacional (SI) la unidad de viscosidad cinemtica es el metro cuadrado por segundo (m2 /s). La unidad CGS correspondiente para esta magnitud es el Stokes, con dimensiones de centmetro cuadrado por segundo, y su mltiplo ms utilizado es el centistoke (cSt). 1.3.2.2.- Conductividad trmica: La conductividad trmica k es una propiedad de los materiales que, vara con la temperatura, pero en muchas situaciones prcticas se puede considerar con un valor medio constante, si el sistema tiene una temperatura media, lo que proporciona resultados bastante satisfactorios, la conductividad trmica se puede suponer constante para ciertos intervalos de temperatura; asimismo, en los lquidos no hay una dependencia apreciable con la presin, debido a que stos son prcticamente incompresibles. 1.3.2.3.- Tensin superficial: Las molculas de un lquido se atraen entre s, de ah que el lquido est "cohesionado". Cuando hay una superficie, las molculas que estn justo debajo de la superficie sienten fuerzas hacia los lados, horizontalmente, y hacia abajo, pero no hacia arriba, porque no hay molculas encima de la superficie. El resultado es que las molculas que se encuentran en la superficie son atradas hacia el interior de ste. Para algunos efectos, esta pelcula de molculas superficiales se comporta en forma similar a una membrana elstica tirante (la goma de un globo, por ejemplo). De este modo, es la tensin superficial la que cierra una gota y es capaz de sostenerla contra la gravedad mientras cuelga desde un gotario. Ella explica tambin la formacin de burbujas.La tensin superficial se define en general como la fuerza que hace la superficie (la "goma" que se menciona antes") dividida por lalongituddel borde de esa superficie (OJO: no es fuerza dividida por el rea de la superficie, sino dividida por la longitud del permetro de esa superficie). Por ejemplo,

dondeFes la fuerza que debe hacerse para "sujetar" una superficie de anchol. El factor 2 en la ecuacin se debe a que una superficie tiene dos "reas" (una por cada lado de la superficie), por lo que la tensin superficial acta doblemente. Algunos valores de la tensin superficial son:LquidoTemperatura lquido (C)Tensin superficial (N/m)

Petrleo00,0289

Mercurio200,465

Agua00,0756

200,0727

500,0678

1000,0588

1.3.2.4.- Compresin: Todos losfluidosson compresibles, incluyendo los lquidos, Lacompresibilidadde un flujo es bsicamente una medida en el cambio de la densidad.La mayora de los lquidos tienen una compresibilidad muy baja. Por ejemplo, una presin de 500 kPa provoca un cambio de densidad en el agua de solamente 0,024% (a temperatura ambiente). En cambio, esta misma presin aplicada al aire provoca un cambio de densidad de 250%. Por esto normalmente al estudio de los flujos compresibles se le conoce como dinmica de gases, siendo esta una nueva rama de lamecnica de fluidos, la cual describe estos flujos.El flujo de un fluido compresible se rige por laprimera ley de la termodinmicaen los balances de energa y con lasegunda ley de la termodinmica, que relaciona la transferencia de calor y la irreversibilidad con laentropa. El flujo es afectado por efectos cinticos y dinmicos, descritos por lasleyes de Newton, en un marco de referencia inercial aquel donde las leyes de Newton son aplicables-. Adems, el flujo cumple con los requerimientos de conservacin de masa. Es sabido que muchas propiedades, tales como la velocidad del fluido en un tubo, no son uniformes a lo largo de la corriente.

1.4.- SISTEMA HIDRAULICO Un sistema hidrulico es un mtodo de aplicacin de fuerzas a travs de lapresinque ejercen los fluidos.El principio ms importante en hidrulica es dePascalque postula que:La fuerza ejercida sobre un lquido se transmite en forma de presin sobre todo el volumen del lquido y en todas direcciones.Todas las mquinas de movimiento de tierras, en mayor o menor medida, emplean para su funcionamiento los sistemas hidrulicos.1.4.1.-Principios de funcionamiento de un sistema hidrulicoPara el funcionamiento de un sistema hidrulico se necesitan algunos componentes simples que se combinan para formar un circuito hidrulico.Debemos, en principio, basarnos en dos conceptos fundamentales: Fuerzay Presin1.4.1.1.- Fuerza: es toda accin capaz de cambiar de posicin un objeto, por ejemplo el peso de un cuerpo es la fuerza que ejerce, sobre el suelo, ese objeto.1.4.1.2.- Presin: es el resultado de dividir esa fuerza por la superficie que dicho objeto tiene en contacto con el suelo.De ello se deduce la frmula dePresin = Fuerza/Superficie.P = F/SDe aqu podemos deducir queFuerza = Presin X Superficie; ySuperficie = Fuerza/Presin.Lapresinse mide generalmente en Kilogramos/cm2.La hidrulica consiste en utilizar un lquido para transmitir una fuerza de un punto a otro.1.4.2.- Elementos de un Sistema HidrulicoLos elementos bsicos de un sistema hidrulico son: Depsito, bomba, vlvula, conductos y actuador.a) Depsito: Es el elemento del sistema encargado de contener o depositar el lquido con que trabajar el sistema.b) Bomba: Mecanismo o elemento del sistema que se encarga de mover el lquido desde el depsito al actuador, es decir que es quien transforma o le otorga presin al lquido.c) Vlvula: Son los elementos del sistema que le proporciona al lquido direccin, o por medio de la cual se le puede otorgar el control de la presin, del caudal, detenerlo o permitir la circulacin.d) Actuador: Es el elemento del sistema que recibe el movimiento, o la presin del lquido, generada por la bomba, y realizar el trabajo propiamente dicho, como ser, mover una parte de una mquina, realizar el riego (en el caso de un sist de riego)e) Conductos: Es el elemento que se encarga de conducir el lquido con que trabaja el sistema, puede ser una manguera, un cao, una canaleta, etc.

1.5.- APLICACIONES ACTUALES DE LA HIDRAULICA EN LA INGENIERIA CIVILLa rama de la hidrulica juega un papel importante dentro de la construccin civil, para toda construccin en la que intervenga almacenamiento, conduccin y manejo de los recursos de agua as como de cualquier otro fluido como lo son oleoductos, refineras, plantas de tratamiento, riego, etc. Esta rama se ocupa del diseo, construccin y operacin las obras hidrulicas, las llamadas grandes estructuras como, por ejemplo, presas, esclusas, canales navegables, puertos, etc. As como tambin obras relacionadas con la agricultura, sistemas de riego, sistemas de drenaje. Y adems obras relacionadas con el medio ambiente: presas filtrantes para el control de la erosin y obras de encauzamiento de ros, entre otros

CONCLUSION

Este trabajo ha tenido como objetivo hacer un estudio integral de la hidrulica iniciando con un anlisis de su historia e inicios, realizando la caracterizacin de la divisin de la hidrulica, as como tambin conocer los fluidos desde sus principales caractersticas; todo esto pasando a travs de sus grandes exponentes y las principales leyes que rigen la materia.Partiendo de esa informacin bsica y fundamental de la hidrulica, pasamos a conocer lo que es un sistema hidrulico sus principios de funcionamiento y los principales elementos que lo conforman.Y para finalizar se hace referencia a las diferentes aplicaciones que tiene la hidrulica actualmente en la Ingeniera Civil.El estudio y aplicacin de la hidrulica es de gran importancia tanto para los estudiantes de ingeniera Civil como los de otras ramas de la ingeniera ya que su aplicacin es muy diversa y til en el desarrollo econmico y social de los pases.

BIBLIOGRAFIABETANCOURT, Hugo. Memorias curso de oleohidraulica Medelln marzo 1 al 11 de 1989. LimusaEnciclopedia Monitor. SALVAT.Enciclopedia Encarta. Microsoft Corporacin.MOTT, Robert L. Mecnica de fluidos aplicada. Mxico: Prentice-Hall, 1996. SHAMES, Irving H. Mecnica de fluidos. 3.ed. Santaf de Bogot: McGraw Hill, 1998. SOTELOAVILA, Gilberto. Hidrulica General: fundamentos. Mxico: Limusa, 1977.INTERNET:www.galileo.imssfirenze.www.loner.ccsr.uluc.edu.www.wikipedia.org

ANEXOS

HISTORIA DE LA HIDRAULICA

LA HIDROSTATICA

PRINCIPIO DE PASCAL PRINCIPIO DE ARQUIMEDES LA HIDRODINAMICAECUACION DE CONTINUIDAD

ECUACION DE BERNOULLI

SISTEMA HIDRAULICO BASICO

APLICACIONES PRACTICAS DE LA HIDRAULICAGENERACION DE ELECTRICIDAD

REPRESAS CANALES DE AGUA MAQUINARIA Y EQUIPOS HIDRAULICOS