10/20/2014

1

Por: Franklin Argandoa P.

ExpertoenPruebasHidrulicasyNeumticaspara

ductosdeTransportedeHidrocarburosCAP.2.Conceptosbasicos

2. Conceptos basicos

Por: F. Argandoa 2

10/20/2014

2

Fluido: sustancia que se deforma continuamente al aplicarle unesfuerzo cortante y cuando cese este esfuerzo la deformacinseguir aumentando progresivamente.

Los liquidos toman la forma del recipiente que los contienecubriendo el fondo y los laterales. La superficie superior queesta en contacto con la atmosfera mantiene un nivel uniforme(horizontal).

Los gases: Toman el volumen del recipiente que los contiene, elrecipiente debe ser cerrado para que contenga al gas, casocontrario se escapa.

Los lquidos se los estudia como fluidos incompresibles, aunqueen la realidad son ligeramentecompresibles

Los gases son fluidos altamentecompresibles

2. Conceptos basicos

Por: F. Argandoa 3

2. Conceptos basicos

Por: F. Argandoa 4

10/20/2014

3

DensidadAbsoluta:Nosindicalarelacinexistenteentrelamasaporunidaddevolumen:

Densidadabsoluta=masa/volumen UnidadesenelSI

kilogramo entre metrocbico (kg/m3). gramo entre centmetrocbico (g/cm3).

UnidadesenelSistemaIngls onza entre pulgadacbica (oz/in3) libra entrepulgadacbica(lb/in3) libraentre piecbico (lb/ft3)

2.1.1 Densidad

2.1. Propiedades de los fluidos

Por: F. Argandoa 5

Ladensidad relativadeuna sustancia esla relacinexistenteentresudensidadyladeotrasustanciadereferencia;esuna magnitudadimensional (sinunidades)

donde esladensidad relativa, esladensidaddelasustancia,y esladensidaddereferenciaoabsoluta.

Paraloslquidosylosslidos,ladensidaddereferenciahabitualesladelagualquidaalapresinde1 atm ylatemperaturade4 C (1000 kg/m3 1 kg/lt).

Densidad relativa=gravedadespecifica(SG)Enlaindustriapetroleraseutilizaeltrminogravedadespecficaparareferirsealadensidad relativa

2.1.2. Densidad Relativa

2. Propiedades de los fluidos

Por: F. Argandoa 6

10/20/2014

4

Ladensidaddelosfluidosvaranconlapresinytemperatura. Enlosgasesestavariacinesmuysignificativa,sinembragoenloslquidos

esmuchomaspequea. Comoejemplo,enlafigurasemuestralavariacindelvolumendelos

gasesconlatemperatura

2.1.3. Variacin de la densidad con la temperatura

2. Propiedades de los fluidos

Por: F. Argandoa 7

2.1.3. Variacin de la densidad con la temperatura

Como se puede apreciar, la densidad del agua tiene un valor mximo auna temperatura de 4C. Esto se debe a que, a tal temperatura elvolumen del agua es menor.

2. Propiedades de los fluidos

Temperatura CDensidad g/cm3

Por: F. Argandoa 8

10/20/2014

5

Ejemplos: Determinarladensidadrelativadeunfluidocuyosresultados

nosdieron:masa=890Kg,volumen=1100dm3.ExpresarelresultadoenKg/lt,ygr/cm3.

Calcularladensidadabsolutayrelativadelalcoholetlico,sabiendoque63.3grocupanunvolumende80.0cm3.

Calcularelvolumenqueocupan300grdemercuriolquido,sabiendoqueladensidadesde13.6gr/cm3

Ejemplos- Densidad

2. Propiedades de los fluidos

Por: F. Argandoa 9

TIPO DE COMBUSTIBLE Sg @ condiciones ambienteGas Natural 0.6

Propano 1.5Butano 2.0

Gasolina 3.0Acetileno 0.9

La Gravedad Especifica (Sg) es una medida de ladensidad de un gas cualquiera relativa a la del aire.

Los gases con Sg mas cerca de 1.0, se mezclan masfcilmente con el aire.

2.2 GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS GASES

2. Propiedades de los fluidos

Por: F. Argandoa 10

10/20/2014

6

Elpropanotieneunagravedadespecificade1.5,portantoesmspesadoqueelaire

GLP

2. Propiedades de los fluidos

GasNaturalElgasnaturaltieneunagravedadespecificade0.6,portantoesmas

ligeroqueelaire.

2.2 GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS GASES

Por: F. Argandoa 11

La presin esuna magnitudfsica escalar quemidelafuerzaendireccin perpendicular por unidaddesuperficie,

Siseejerceunafuerza(F)sobreunadeterminarea(A)enformaperpendicularaesta,sedicequeelresultadoesunapresin.

Entonces: Presin=fuerza/rea P=F/A

2.2. Presin

2. Conceptos bsicos de Hidrulica

Por: F. Argandoa 12

10/20/2014

7

2.3. Presin Atmosferica

2. Conceptos bsicos de Hidrulica

La presin atmosfrica en un punto coincide numricamente con el peso de una columna esttica de aire de seccin recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el lmite superior de la atmsfera.

Como la densidad del aire disminuye al aumentar la altura, no se puede calcular ese peso a menos que seamos capaces de expresar la variacin de la densidad del aire en funcin de la altitud z o de la presin p. Existen formulas empiricasdesarrolladas para realizar estecalculo

Por: F. Argandoa 13

UnidadesdePresinAtmosfrica Lapresinatmosfricasesueleexpresaren mmde

mercurio (milmetrosdemercurioHg)o torricelli. Lapresinnormal,aniveldelmaresde760mmdeHg.

Estevalorsellamatambinuna atmsfera. Sinembargo,sesuelenutilizarotrasunidadesparamedirla

presin:el milibar,Pascal,etc. Encualquieradelasunidades,lapresinqueseconsidera

normalaniveldelmartieneunvalorde1atmsferao,loqueeslomismo,760mmdeHg 1.013milibares.

La presinatmosfrica semideconuninstrumentodenominadobarmetro

2.3. Presin Atmosfrica

2. Conceptos bsicos de Hidrulica

Por: F. Argandoa 14

10/20/2014

8

PresinManomtricaypresinabsolutaPresinmanomtricaeslaquesemideconuninstrumentosinconsiderarlapresinatmosfrica.La presinabsolutaeslapresinatmosfricamslapresinmanomtrica

Pabs =Pman+Patm Unidadesdemedida

Lb/pulg2(psi) Kg/cm2 Newton/m2(Pascal)(Pa). 100000Pa=1Bar Atmosfera(atm)

Equivalenciasentrelasunidades: 1atm=14.7psi=1.013Bar=1.033Kg/cm2

2.4. Presin Manomtrica y Presin Absoluta

2. Conceptos bsicos de Hidrulica

Por: F. Argandoa 15

2. Conceptos bsicos de Hidrulica2.5. Medida de la Presin Manmetro

Por: F. Argandoa 16

10/20/2014

9

2. Conceptos bsicos de Hidrulica2.5. Medida de la Presin Manmetro

Manmetros de columna Manmetros Metlicos tipo bourdon

Por: F. Argandoa 17

2. Conceptos bsicos de Hidrulica2.5. Medida de la Presin Manmetro

Por: F. Argandoa 18

10/20/2014

10

En la tabla pueden verse las caractersticas de los elementos para medirla presin y sus aplicaciones descritos.

2. Conceptos bsicos de Hidrulica2.5. Medida de la Presin Manmetro

Por: F. Argandoa 19

2.3. Temperatura Podemosdefinirlatemperaturacomolamedidadela

sensacintrmicadeunelemento Unidadesdemedida escalas CeroAbs.FusinEbullicin

Celsius273.160100 Fahrenheit459.7 32212 Kelvin0273.16 373.16 Rankine 0491.7671.7

2. Conceptos bsicos de Hidrulica

Por: F. Argandoa 20

10/20/2014

11

2.3 Temperatura3 CONCEPTOS BASICOS2. Conceptos bsicos de Hidrulica

Por: F. Argandoa 21

LaescalaKelvinestbasadaenlaideadelceroabsoluto,latemperaturatericaenlaquetodoelmovimientomolecularseparaynosepuededetectarningunaenerga

Relacinentrelasescalasdetemperatura

2.3 Temperatura3 CONCEPTOS BASICOS2. Conceptos bsicos de Hidrulica

Por: F. Argandoa 22

10/20/2014

12

Elceroabsolutoeslatemperaturatericamsbajaposible.Aestatemperaturaelniveldeenergainternadelsistemaeselmsbajoposible,porloquelaspartculas,segnlamecnicaclsica,carecendemovimiento;

ElceroabsolutosirvedepuntodepartidatantoparalaescaladeKelvincomoparalaescaladeRankine.2

As,0K(oloqueeslomismo,0R)corresponden,aproximadamente,alatemperaturade273,15Co459,67F.3

Segnlaterceraleydelatermodinmica,elceroabsolutoesunlmiteinalcanzable.Lamayorcmarafrigorficaactualsloalcanzalos271C.Larazndeelloesquelasmolculasdelacmara,alllegaraesatemperatura,notienenenergasuficienteparahacerquestadesciendaanms.

2.3 Temperatura3 CONCEPTOS BASICOS2. Conceptos bsicos de Hidrulica

Por: F. Argandoa 23