Hidráulica: Fundamentos y Principios
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Questions and Answers

¿Qué estudia la hidráulica?

La hidráulica es la rama de la física que estudia el comportamiento de los fluidos en reposo y en movimiento.

¿Cuáles son las dos ramas principales de la hidráulica?

  • La hidrostática y la hidrografía
  • La hidrostática y la hidrodinámica (correct)
  • La hidrología y la hidrodinámica
  • La hidromecánica y la hidrodinámica
  • ¿Qué es la densidad absoluta?

    La densidad absoluta es la cantidad de masa contenida en un volumen determinado, expresada en kg/m³.

    ¿Cómo se calcula la densidad relativa?

    <p>La densidad relativa se calcula comparando la densidad de una sustancia con la densidad del agua, mediante la siguiente relación: Densidad_sustancia / Densidad_agua.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la densidad del agua en kg/m³?

    <p>La densidad del agua es de 1000 kg/m³.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué densidad tiene el aire en kg/m³?

    <p>La densidad del aire a condiciones normales es de 1.29 kg/m³.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la densidad del mercurio en kg/m³?

    <p>La densidad del mercurio es de 13,600 kg/m³.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es la presión y en qué unidades se mide?

    <p>La presión se define como la fuerza ejercida sobre una superficie, medida en Pascales (Pa), bares, atmósferas o metros de columna de agua (m.c.a).</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuánto equivale 1 atm en Pascales?

    <p>1 atmósfera equivale a 101,325 Pascales.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuántos metros de columna de agua equivalen a 1 bar?

    <p>1 bar equivale a 10 metros de columna de agua.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué establece el principio de Pascal?

    <p>El principio de Pascal establece que un cambio de presión aplicado a un fluido en reposo se transmite uniformemente en todas las direcciones.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se calcula la presión hidrostática?

    <p>La presión hidrostática se calcula mediante la siguiente ecuación: P = p * g * h, donde p es la densidad del fluido, g es la gravedad y h es la altura del fluido.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo varía la presión con la profundidad en un fluido?

    <p>La presión en un fluido aumenta a medida que aumenta la profundidad. Cuanto más profundo es el fluido, mayor es la presión.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo afecta la densidad del fluido a la presión ejercida en su interior?

    <p>A mayor densidad del fluido, mayor es la presión ejercida a una misma profundidad.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué dice el principio de continuidad?

    <p>El principio de continuidad establece que el caudal de fluido que circula por un sistema cerrado permanece constante en todas sus secciones, expresado por la ecuación Q = S * V, donde Q es el caudal, S es la sección transversal y V es la velocidad.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se define el caudal?

    <p>El caudal se define como la cantidad de fluido que pasa por una sección en un tiempo determinado, expresado en m³/s o l/min.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué establece el teorema de Bernoulli?

    <p>El teorema de Bernoulli establece que en un flujo ideal, la suma de la presión, la energía cinética y la energía potencial es constante a lo largo de una línea de corriente.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se expresa la ecuación de Bernoulli?

    <p>La ecuación de Bernoulli se expresa como: P + 0.5 * p * V² + p * g * h = constante, donde P es la presión, p es la densidad, V es la velocidad, g es la gravedad y h es la altura.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipos de flujo existen en una tubería?

    <p>Flujo laminar y flujo turbulento (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué número de Reynolds indica un flujo turbulento?

    <p>Un flujo turbulento se presenta cuando el número de Reynolds es superior a 4000.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué factores afectan la pérdida de carga en una tubería?

    <p>Longitud de la tubería, diámetro de la tubería, rugosidad de la pared y velocidad del flujo (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se relaciona el diámetro de una manguera con la pérdida de carga?

    <p>A mayor diámetro de la manguera, menor pérdida de carga.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se calculan las pérdidas de carga en una instalación?

    <p>Las pérdidas de carga se pueden calcular mediante la ecuación de Darcy-Weisbach: hf = (f * L * V²) / (D * 2g), donde hf es la pérdida de cargo, f es el factor de fricción, L es la longitud de la tubería, V es la velocidad del flujo, D es el diámetro de la tubería y g es la aceleración debida a la gravedad.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuáles son los tipos de bombas utilizadas en los servicios de bomberos?

    <p>Bombas centrífugas, motobombas, turbobombas y electrobombas (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo funciona una bomba centrífuga?

    <p>Una bomba centrífuga convierte la energía mecánica en energía cinética del fluido mediante la rotación de un impulsor. El impulsor es una rueda con paletas que gira a alta velocidad, lo que crea una fuerza centrífuga que empuja el fluido hacia afuera, aumentando su velocidad y presión.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre con la presión y el caudal en una bomba centrífuga?

    <p>Una bomba centrífuga aumenta la presión y el caudal del fluido. A medida que la bomba gira más rápido, la presión y el caudal aumentan.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la relación entre la presión de una bomba y la altura de elevación del agua?

    <p>La relación es que cada 10 metros de elevación del agua requieren aproximadamente 1 bar de presión adicional.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es un espumógeno?

    <p>Un espumógeno es un agente químico que se mezcla con agua y aire para generar espuma y extinguir incendios.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuáles son los tipos de espumas utilizados en incendios?

    <p>Espumas de baja, media y alta expansión (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ventajas tiene el uso de espuma en incendios?

    <p>Sofocación del fuego, reducción de temperatura y menor consumo de agua (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es el sistema CAF (Compressed Air Foam)?

    <p>El sistema CAF es un sistema de espuma que inyecta aire comprimido en la mezcla de agua y espumógeno para generar espuma de alta calidad.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la viscosidad del agua a 20°C en mPa·s?

    <p>La viscosidad del agua a 20°C es de 1.002 mPa·s.</p> Signup and view all the answers

    ¿A qué temperatura el agua alcanza su máxima densidad?

    <p>El agua alcanza su máxima densidad a 4°C.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la constante de la gravedad terrestre en m/s²?

    <p>La constante de la gravedad terrestre es de 9.81 m/s².</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuántos bares son 1 psi?

    <p>1 psi equivale a 0.0689 bar.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuántos litros por minuto puede suministrar una manguera de 45 mm a 2.5 m/s?

    <p>Una manguera de 45 mm a 2.5 m/s puede suministrar aproximadamente 159 litros por minuto.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuánto peso específico tiene el agua en N/m³?

    <p>El peso específico del agua es de 9810 N/m³.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuánto pesa un litro de agua en kg?

    <p>Un litro de agua pesa 1 kg.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuánto pesa un metro cúbico de aire en kg?

    <p>Un metro cúbico de aire pesa aproximadamente 1.29 kg.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es el peso específico de un fluido?

    <p>El peso específico de un fluido es el peso por unidad de volumen, expresado en N/m³.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se calcula el peso específico?

    <p>El peso específico se calcula mediante la siguiente fórmula: Peso específico = Densidad * Gravedad.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el peso específico del agua?

    <p>El peso específico del agua es de 9810 N/m³.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Hidráulica

    • Estudia el comportamiento de los fluidos, tanto en reposo como en movimiento.
    • Las dos ramas principales son la hidrostática (fluidos en reposo) y la hidrodinámica (fluidos en movimiento).
    • La densidad absoluta es la cantidad de masa por unidad de volumen (kg/m³).
    • La densidad relativa se calcula comparando la densidad de una sustancia con la del agua.
    • La densidad del agua es de 1000 kg/m³.
    • La densidad del aire es de 1.29 kg/m³ (a condiciones normales).
    • La densidad del mercurio es de 13,600 kg/m³.
    • La presión es la fuerza ejercida sobre una superficie (Pa, bares, m.c.a.).
    • 1 atm equivale a 101,325 Pa.
    • 1 bar equivale a 10 metros de columna de agua.
    • El principio de Pascal establece que un cambio de presión aplicado a un fluido en reposo se transmite uniformemente en todas las direcciones.
    • La presión hidrostática se calcula como P = p * g * h, donde p es la densidad del fluido, g es la gravedad y h la altura del fluido.
    • La presión aumenta con la profundidad en un fluido.
    • La presión también aumenta con la densidad del fluido.
    • El principio de continuidad establece que el caudal de un fluido en un sistema cerrado es constante en todas sus secciones: Q = S * V.
    • El caudal es la cantidad de fluido que pasa por una sección en un tiempo determinado (m³/s o l/min).
    • El teorema de Bernoulli establece que en un flujo ideal, la suma de la presión, la energía cinética y la energía potencial es constante a lo largo de una línea de corriente.

    Fluidos en Tuberías y Accesorios

    • El flujo en tuberías puede ser laminar (ordenado) o turbulento (caótico).
    • El número de Reynolds superior a 4000 indica un flujo turbulento.
    • Las pérdidas de carga en tuberías se ven afectadas por el diámetro de la tubería, la longitud, rugosidad de la pared y la velocidad del flujo.
    • Mayor diámetro implica menor pérdida de carga.
    • Las pérdidas de carga se calculan con la ecuación de Darcy-Weisbach.
    • Las bombas pueden ser centrífugas o de desplazamiento positivo.
    • Las bombas centrífugas convierten energía mecánica en cinética.
    • El caudal y la presión aumentan en una bomba centrífuga.
    • La presión de la bomba se relaciona con la altura de elevación.
    • Un espumógeno mezcla agua con aire para generar espuma que extingue incendios.
    • Las espumas tienen diferentes tipos (baja, media, alta expansión).
    • Ventajas: sofocación del fuego, menor consumo de agua y reducción de temperatura.
    • Conexión del sistema CAF (Compressed Air Foam) que inyecta aire comprimido en una mezcla de agua y espumógeno.

    Propiedades de los Fluidos

    • El peso específico de un fluido es el peso por unidad de volumen (N/m³).
    • El peso específico se calcula multiplicando la densidad por la gravedad.
    • El peso específico del agua es de 9810 N/m³.
    • Mayor profundidad significa mayor presión.
    • La tensión superficial es la fuerza por unidad de longitud que mantiene unidas las moléculas en la superficie de un líquido.
    • La temperatura afecta la viscosidad de los fluidos en diferentes formas.
    • Existen tipos de presión (absoluta, relativa, manométrica).
    • La presión de vapor es la presión a la que un líquido y su vapor están en equilibrio.
    • La cavitación se produce cuando la presión del líquido baja por debajo de la presión de vapor.
    • La forma del recipiente no afecta la presión en un fluido.
    • Los vasos comunicantes indican que la altura de un líquido en varios recipientes conectados es la misma.

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    Este cuestionario explora los conceptos básicos de la hidráulica, incluyendo el comportamiento de los fluidos en reposo y movimiento. Se analizan las propiedades de la densidad, la presión y los principios fundamentales como el de Pascal. Ideal para estudiantes que deseen profundizar en la materia.

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