Principio de Pascal: Puente HidraulicoIntroducción:Hidráulica, aplicación de la mecánica de fluidos en ingeniería, para construir dispositivos que funcionan con líquidos, por lo general agua o aceite. La hidráulica resuelve problemas como el flujo de fluidos por conductos o canales abiertos y el diseño de presas de embalse, bombas y turbinas. Su fundamento es el principio de Pascal, que establece que la presión aplicada en un punto de un fluido se transmite con la misma intensidad a cada punto del mismo.

Principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: la presión ejercida en cualquier parte de un fluido incompresible y en equilibrio dentro en un recipiente de paredes indeformables, se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.

Puente HidraulicoIntroducción

         A manera de síntesis, el siguiente trabajo busca incorporar el concepto de la Hidráulica (Principio de Pascal) a algún elemento en el cual tenga una utilidad. En este caso, se eligió para hacer un puente que se pueda levantar dividiéndose en dos partes, de manera de poder abrir paso a barcos de gran envergadura, haciendo de los ríos que atraviesan alguna ciudad un medio de transporte para los barcos, y convirtiendo así también a estas ciudades en puertos, mejorando así las condiciones de esta.

         Como se dijo anteriormente, el proyecto está basado en lo que constituye el Principio de Pascal, el cual enuncia lo siguiente:

“ los líquidos transmiten en todas las direcciones y con la misma intensidad las presiones que se ejercen en una determinada zona de ellos”.

FUERZA:          se define por fuerza todo aquello que cambia el estado de movimiento reposo en un cuerpo.

PRESION:        la magnitud presión se define como el cuociente entre la fuerza ejercida y la superficie sobre la cual la fuerza fue ejercida. No es el mismo efecto cuando apretamos un pedazo de plasticina con la palma de la mano

que cuando lo apretamos con un solo dedo,  mientras mas superficie la presión es mayor.

Puente hidraulicoENERGÍA HIDRÁULICA

Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo una forma de energía renovable.Se puede transformar a muy diferentes escalas, existen desde hace siglos pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Sin embargo, la utilización más significativa la constituyen las centrales hidroeléctrica de represas, aunque estas últimas no son consideradas formas de energía verde por el alto impacto ambiental que producen.Cuando el Sol calienta la Tierra, además de generar corrientes de aire, hace que el agua del mar, principalmente, se evapore y ascienda por el aire y se mueva hacia las regiones montañosas, para luego caer en forma de lluvia. Esta agua se puede colectar y retener mediante presas. Parte del agua almacenada se deja salir para que se mueva los álabes de una turbina engranada con un generador de energía eléctrica.

PROYECTOPara nuestro proyecto de hidráulica se hará un puente hidráulico el cual funcionara por medio de jeringas llenas de agua la función de estas jeringas es levantar el puente, gracias a la fuerza q brinda al presionar  la otra jeringa del otro lado hace que el puente se eleve hasta cierto punto. A continuación mencionaremos los materiales que utilizamos y el procedimiento por el cual logramos construirlo

Instrucciones para construir un túnel de viento en miniaturaEscrito por Andy Kyle | Traducido por Mike Tazenda

 

 

 

Los túneles de viento se usan para determinal la aerodinamia de los objetos.Tunnel image by erik66 from Fotolia.com

Un túnel de viento en miniatura es una pequeña caja con flujo de aire en una dirección. Los túneles de viento se usan típicamente para determinar la aerodinamia de varios objetos a distintas velocidades de viento. Con un túnel de viento en miniatura, puedes determinar las corrientes de viento alrededor de pequeños objetos como réplicas de aviones o autos. Luego puedes extrapolar tus hallazgos a objetos de tamaño natural con una buena exactitud, basándote en tus pruebas en miniatura.

Túnel de vientoPara otros usos de este término, véase Túnel (desambiguación).

Modelo a escala de un avión comprobado en un túnel aerodinámico.En ingeniería, un túnel de viento o túnel aerodinámico es una herramienta de investigación desarrollada para ayudar en el estudio de los efectos del movimiento del aire alrededor de objetos sólidos. Con esta herramienta se simulan las condiciones que experimentará el objeto de la investigación en una situación real. En un túnel de viento, el objeto o modelo, permanece estacionario mientras se propulsa el paso de aire o gasalrededor de él. Se utiliza para estudiar los fenómenos que se manifiestan cuando el aire baña objetos como aviones, naves espaciales, misiles,automóviles, edificios o puentes.

Como funciona el túnel de viento[editar · editar código]El aire es soplado o aspirado a través de un conducto equipado con rejillas estabilizadoras al comienzo para garantizar que el flujo se comporte de manera laminar o con obstáculos u otros objetos si se desea que se comporte de forma turbulenta. Los modelos se montan para su estudio en un equipo llamado balanza a la cual están adosados los sensores que brindan la información necesaria para calcular los coeficientes de sustentación y resistencia, necesarios para conocer si es factible o no emplear el modelo en la vida real. Además son empleados otros dispositivos para registrar la diferencia de presiones en la superficie del modelo en cuestión. Los resultados prácticos deben ser comparados con los resultados teóricos, teniendo fundamentalmente en cuenta el Número de Reynolds y el Número Mach que constituyen los criterios de validación en las pruebas con modelos a escala.

RESUMEN EJECUTIVO Un túnel de viento es un equipo que genera una corriente de aire, limitado por un conducto de sección específica y/o variable a lo largo del mismo, para lograr condiciones especiales en el flujo y simular el movimiento de objetos con el fin de analizar fenómenos aerodinámicos, como fuerzas y líneas de corriente, entre otros. En el túnel de viento también es posible analizar el rendimiento y funcionamiento de ventiladores generando sus curvas características. Las clasificaciones básicas de un túnel de viento son: de acuerdo a su arquitectura básica (circuito abierto - circuito cerrado); de acuerdo a la velocidad (subsónico - transónico - supersónico - hipersónico); de acuerdo a la presión (atmosférico, densidad variable); de acuerdo al tamaño (ordinarios - escala real). Existen otros túneles que son únicos en su categoría (meteorológicos, túneles de choque, chorro plasmático, tiro caliente). Las posibilidades de uso de un túnel de viento pueden dividirse principalmente en 3 ramas que son: Aerodinámica y teoría de fluidos: medición de caudal, distribución velocidad y presión, número de Reynolds, visualización de flujo, arrastre sobre cuerpos esféricos y perfiles especiales, gradiente de presiones sobre perfiles aerodinámicos, medición de fuerzas de arrastre y sustentación sobre perfiles aerodinámicos, investigación del desarrollo de la capa límite en objetos mediante la medición de la distribución de carga total, efecto de las corrientes de aire sobre automóviles, trenes, edificios, esculturas, corrientes de aire sobre líneas de transmisión, antenas, vallas publicitarias, avisos informativos, semáforos, evaluación de equipos para deportes, termodinámica y transferencia de calor, procesos químicos (balances de materia y energía, convección libre y forzada, manejo de carta sicométrica, procesos de secado de productos vegetales, dispersión de contaminantes). La segunda es calibración: generación de curvas de ventiladores, calibración de medidores de flujo, velocidad y presión

Construir un mini aerogenerador casero con material reciclado2

El reciclaje es fundamental para un desarrollo sostenible, al igual que las energías renovables, por ello te explicamos cómo fabricarte tu propio mini aerogenerador eólico utilizando solo material reciclado. Con él conseguirás aprovechar las corrientes de aire para producir una pequeña corriente eléctrica, suficiente para encender una pequeña bombilla o LEDs. El procedimiento descrito puede ser modificado y realizarlo a otra escala mayor para conseguir potencias mayores e incluso puede usarse como un hidrogenerador casero, como ejemplo de ello tienes el tutorial para hacer un aerogenerador doméstico que publicamos hace un tiempo.

Este artículo es interesante para comprender como funcionan las centrales hidroeléctricas o las eólicas, además de para producir pequeñas cantidades de energía en cualquier lugar. Existen otros muchas utilidades que te dejo a tu elección, el limite es la imaginación. Un posible uso práctico que se me ocurre ahora mismo, para aquellos que les guste la meteorología, es conectarlo a un circuito electrónico que en función del voltaje entrante muestre un valor numérico (con un velocímetro de bicicleta o fabricarlo tu mismo) pudiendo medir la velocidad del viento como si fuese un anemómetro digital.

Prensa hidráulicaLa prensa hidráulica es una máquina que se basa en el principio de Pascal para transmitir una fuerza. Aprovechando que la presión es la misma, una pequeña fuerza sobre una superficie chica es equivalente a una fuerza grande sobre una superficie también grande, proporcionalmente iguales.

P1 = P2

P1, P2 = Presiones en 1 y en 2F1, F2 = Fuerzas 1 y 2S1, S2 = Superficies 1 y 2

CÓMO CONSTRUIR UN MOTOR STIRLING CASEROAntes de entrar en los datos del modelo, voy a dar algunos conceptos que resultan necesarios para la comprensión y posterior construcción del motor- El motor STIRLING es un motor de los llamados de combustión externa o motor de aire caliente. El aire

que evoluciona en el interior del motor es siempre el mismo (aislado del exterior) y su volumen varía sólo en lo que corresponde al émbolo motor entre sus posiciones superior e inferior. Existen en el motor dos zonas: una fría y otra caliente. El motor cuenta con un mecanismo (desplazador) que hace que el aire pase de la zona fría a la zona caliente y luego a la zona fría nuevamente, produciéndose consecuentemente su expansión y su posterior contracción.. Esto es aprovechado por el embolo motor para producir potencia. Para que el ciclo se repita, el motor cuenta con un mecanismo inercial (volante) que lo hace posible. Veamos ahora un esquema de nuestro motor:

Qué es un motor Stirling?Es un dispositivo que convierte calor en trabajo o viceversa, a través de un ciclo termodinámico. Es una máquina de combustión externa, o sea, puede adaptarse a cualquier fuente de energía (combustión convencional o mixta, por ejemplo, con biomasa y gas, energía solar), sin que ello afecte al funcionamiento interno del motor.¿Para qué sirve?Actualmente se utiliza motores Stirling para generar calor, para impulsar submarinos y próximamente como motores en automóviles híbridos. Sus aplicaciones son diversas, incluso existen pequeños motores capaces de funcionar con la temperatura de la palma de la mano y se han construido prototipos para corazones artificiales implantables.¿Cómo funciona?El principio de funcionamiento es el trabajo realizado por la expansión y contracción de un gas (helio, hidrógeno, nitrógeno o simplemente aire) al ser obligado a seguir un ciclo de enfriamiento en un foco frío, con lo cual se contrae, y de calentamiento en un foco caliente, con lo cual se expande. Es decir, es necesaria la presencia de una diferencia de temperaturas entre dos focos y se trata de un motor térmico.

CONCLUSIONES:

Es un motor de combustión externa.El principio de funcionamiento es el trabajo hecho por la expansión y contracción de un gas.Su   ciclo   de   trabajo   se   conforma  mediante   2   transformaciones isocóricas (calentamiento y enfriamiento a volumen constante) y dos isotermas (compresión y expansión a temperatura constante)El regenerador tiene la función de recuperar parte de la energía que se cede  en uno  de los  procesos  isócoro  donde se enfría  el gas  de trabajo para aportarlo de nuevo en el proceso isócoro restante.Si   no   existe   regenerador,   el  motor   también   funciona,   pero   su rendimiento es inferior.El motor Stirling es el único capaz de aproximarse (teóricamente lo alcanza) al rendimiento máximo teórico conocido como rendimiento de Carnot.A más diferencia de temperaturas, mayor es el áera del ciclo termodinámico, Conforme la diferencia de temperaturas entre focos va aumentando, la velocidad del motor aumenta lentamente.

generador de corriente hidroelectricocomo dicen, por medio de turbinas se transforma la energia potencial y dinamica del fluido en rotacion a travez de generalmente 3 tipos de ellas.... 

turbinas francis, o kaplan (reaccion) o turbinas pelton (accion) estas han quedado solo para pequeñas turbinas.... 

esa energia en el eje, se transmite a un generador, para el cual necesitamos disponer de una fuente de energia continua (igual q en un alternador de automotor)... 

la velocidad de rotacion del generador (q te va a dar la frecuencia de tension) se controla ergulando el cuadal a travez de valvulas en las de reaccion, o desviando el chorro en la turbina de accion (pelton) esta utima utiliza energia dinamica netamente, o sea usamos el golpe sobre las cuharas... 

en pocas palabras, una turbina te da la energia de rotacion, y un generador, q trabaja basicamente

con los mismos principios q un alternador de automotor (pero largando alterna gralmte) q transforma la energia roacional en energia electricaSource:

El generador eléctrico, necesita de una fuente de energía mecánica que lo haga girar. En el caso de los generadores hidroeléctricos, se aprovecha la energía que lleva la corriente del afluente para transformarla en energía mecánica. Esta transformación de energía se hace por medio de turbinas que se hacen girar, al golpear la corriente del agua sus álabes o palas, que al estar montadas sobre un eje, transmiten este giro al eje del generador para producir la energía eléctrica. Aquí se cumple el principio de física que dice que " la energía nunca se pierde, solo se transforma ", al transformar la energía del agua en energía mecánica y después en eléctrica.

1.3. Planta de tratamientoSon un conjunto de estructuras que sirven para someter al agua a diferentes procesos, con el fin de purificarla y hacerla apta para el consumo humano, reduciendo y eliminando bacterias, sustancias venenosas, turbidez, olor, sabor, etc.

Ariete hidráulico

Foto de un ariete en funcionamiento (Fase impulsión) en Oberá, Misiones,Argentina.

Foto de una bomba en funcionamiento. (Fase aspiración).El ariete hidráulico, es un tipo de bomba de agua que funciona aprovechando la energía hidráulica, sin requerir otra energía externa. Mediante un ariete hidráulico, se puede conseguir elevar parte del agua de un arroyo o acequia a una altura superior. También se puede emplear para riego por aspersión. El ariete hidráulico es un sistema de construcción sencilla y su rendimiento energético es de cerca del 70%.Índice  [ocultar] 1   Funcionamiento 1.1   Inclusor de aire 1.2   Otros requerimientos 1.3   Dimensionamiento 1.3.1   Ejemplo 2   Recomendaciones para autoconstructores 2.1   Ajustes 3   Véase también 4   Referencias 5   Enlaces externos

Funcionamiento[editar · editar código]

Esquema de funcionamiento de una bomba de agua tipo ariete hidráulico.El funcionamiento del dispositivo es bastante simple y de fácil manejo.El agua se acelera a lo largo del conducto hasta alcanzar una determinada velocidad que hace que se cierre la válvula A;entonces se crea una fuerte presión, ejercida por el agua que se encuentra en movimiento y es detenida de golpe;así permite la apertura de la válvula B y pasa agua al depósito, hasta que se equilibran las presiones;Se abre la válvula A y el ciclo se repite una y otra vez.El agua pasa a golpes de ariete al depósito, pero sale de este con continuidad ya que el ariete funciona de uno a dos ciclos por segundo.La cámara de aire del depósito es fundamental para su funcionamiento. Para asegurar la permanencia de esta cámara de aire se usa el inclusor de aire que incorpora unas pocas burbujas en cada ciclo.

L ARIETE HIDRÁULICO Qué es el Ariete Hidráulico?El ariete hidráulico es una bomba de chorro de agua que actúa por choque. Este levanta agua empleando la fuerza que se genera cuando una masa de agua en movimiento se detiene repentinamente. A este fenómeno se le da el nombre de golpe de ariete y se produce por la transformación de energía cinética a energía de presión. Lo que se hace con el ariete es llevar una parte de un caudal grande de agua con poca caída a una cota mayor.Ubicación del AriteEl sitio para ubicar el ariete debe ser bien escogido, debe estar en un lugar tal que se puedan escoger dos puntos en la fuente de aprovechamiento entre los cuales exista una diferencia de alturas. La distancia entre estos dos puntos dependerá de la pendiente del cauce o la topografía del terreno donde se vaya a ubicar el ariete. Este se debe poner en un sitio de cota entre los dos puntos en el río o fuente, de esta forma el agua llegará de forma natural al ariete y la que no se bombee podrá retornar a su cauce original. Se debe instalar en un punto donde se puedan hacer unos cimientos y una plataforma que soporten la vibración. Además el lugar debe ser bien drenado.¿Cuanto bombea?El caudal y cargas disponibles en la tubería de salida están sujetos al caudal y carga disponibles a la entrada del ariete. La entrada del arite es la que determina cual es la condición de la energía viva en la tubería de entrada, es decir la cantidad de energía cinética que se va a poder transformar en energía potencial mediante el cierre brusco y apertura de unas válvulas que producirán repetidamente el golpe de ariete. La repetición de este fenómeno genera un incremento en la carga piezométrica en la descarga y permite llevar el agua del ariete a otro punto de cota superior.Para obtener una mayor energía, se debe aumentar la masa en la tubería y para esto el ariete se debe ubicar más cerca al segundo punto, es decir lo más lejos posible de la toma. La descarga se hace por un canal sencillo y no es necesario utilizar tubería. La diferencia de altura entre la toma y el ariete debe ser por lo menos un metro. En la toma se debe instalar una criba (malla) en el extremo de la tubería de captación y esta debe quedar por lo menos 30 cm por debajo de la superficie del agua y 10 cm por encima del fondo.¿Cómo funciona el Ariete Hidráulico?El agua se conduce a la caja de válvulas del ariete. La caja de válvulas contiene dos válvulas automáticas, una válvula de descarga que abre hacia abajo y otra de suministro que abre hacia arriba. Encima de esta última hay una cámara de aire en cuya base se encuentra la tubería de suministro. Con la válvula de suministro

cerrada existe un flujo continuo por la válvula de descarga. Si la válvula de suministro se cierra intempestivamente se desarrollan presiones por el golpe de ariete que obligan a la válvula de suministro a abrirse permitiendo la entrada de algo de agua a la tubería de salida. Una vez llegue la onda de presión negativa de la toma, la válvula de suministro se cierra y la de descarga se abre automáticamente. Entonces se produce un flujo de agua gradualmente acelerado a través de la válvula de descarga que ocurre hasta que la fuerza neta ejercida hacia arriba en la válvula supera su peso y en ese momento esta se cierra para comenzar un nuevo ciclo. La cámara de aire sirve como amortiguador de flujo en la tubería de salida reduciendo las fluctuaciones.El ariete funciona de la manera siguiente, ver el diagrama (fig. 1) para un mejor entendimiento. El agua llega a la toma desde la fuente y de allí se hace circular por caída natural en una tubería que la conduce hacia el ariete, el diámetro de la tubería de entrada debe ser en todo caso mayor a la de salida. La válvula de descarga que se encuentra abierta por su propio peso se cierra con el empuje del agua como se explicó anteriormente. Con el cierre de esta se produce el golpe de ariete en la bomba y obliga a la válvula de suministro a abrirse. Se forza el agua a través de esta a la cámara de aire. Una vez amortiguada la sobrepresión por la entrada del agua a la cámara de aire, se cierra la válvula de suministro y se abre la de descarga permitiendo una vez más el comienzo de un nuevo ciclo. Una válvula roncadora o de admisión de aire, que no aparece en el diagrama, admite aire para que la cámara de aire reponga el aire que absorbe el agua en el bombeo (esta se ilustra en la figura 2). Se puede repetir este procedimiento de 40 a 200veces por minuto dependiendo de las características del ariete; esta iteración genera una presión en la cámara de aire que llega a ser suficiente para bombear el agua hasta la cota deseada donde se encuentra el depósito.

 INTRODUCCIÓNLa bomba de ariete, es un sistema diseñado para provocar reiteradamente elgolpe de ariete, de cuya energía se vale para impulsar agua a un nivel más alto.En este proceso, el sistema pierde agua para compensar la altura que eleva.Son uno de los tipos de bomba de agua que funcionan aprovechando la energíah i d r á u l i c a , s i n r e q u e r i r o t r a e n e r g í a e x t e r n a . M e d i a n t e u n a r i e t e h i d r á u l i c o , s e p u e d e c o n s e g u i r e l e v a r p a r t e d e l a g u a d e u n a r r o y o o a c e q u i a a u n a a l t u r a superior. También se puede emplear para riego por aspersión.E l   a r i e t e   h i d r á u l i c o   e s   u n   s i s t e m a   d e   c o n s t r u c c i ó n   s e n c i l l a  y   e l   r e n d i m i e n t o energético es de cerca del 70%.Esta tecnología se desarrolló en Alemania en 1796, cuando Joseph M deMontgolfier, coinventor del globo aerostático de aire caliente, construyó un arietede operación automática. En Nicaragua existen instalados y operando unacantidad considerable de arietes hidráulicos o bombas de ariete. Ejemplo de elloes uno que tiene más de 40 años de estar operando en la zona de Boaco y seencuentra en perfecto estado.A partir de su invención, el ariete hidráulico tuvo una amplia difusión por todo elmundo. Baste decir, a modo de ejemplo, que estuvo presente en las famosasfuentes del Taj Mahal en la India, o en el Ameer de Afganistán. Con el tiempo cayóen desuso, sobre todo debido al avance arrollador de la

bomba centrífuga.En la actualidad asistimos a un renacer del interés acerca de este aparato, debidoa que es tecnológicamente accesible, eficiente, ecológico y muy didáctico.En nuestro país, las mejores condiciones para trabajar con los arietes de formageneralizada se encuentran en la zona norte, debido a la topografía quebrada delterreno, lo que provoca que los ríos y quebradas cuenten con muchas caídas deagua en su recorrido, creando las condiciones óptimas para su empleo. En otraszonas también es posible su desarrollo, considerando que con un buen diseño ocon los componentes adecuados es posible su accionamiento con una caída quepuede ser provocada, de solo cincuenta centímetros. Así se extiende la viabilidadde uso en distintos lugares del territorio Nacional donde se encuentrenescorrentías superficiales (Ríos, quebradas, etc.)Esta

tecnología se esta desarrollando en pequeños talleres quienes trabajan deforma empírica pero

muy innovadores, lográndolos fabricar sin tener un nivelacadémico o conocimientos de hidráulica, con el cual puedan certificar cada unode estos modelos. Por ello mismo no logran ofrecer información técnica de losequipos que producen e instalan.

Con dos transportadores de ángulos y ocho cucharas de plástico, construir una rueda como la mostrada en el esquema, pegando las cucharas entre los círculos graduados. Atravesar el centro de la rueda con la aguja de hacer punto y sujetar este eje con dos pinzas de la ropa, atornilladas a un soporte horizontal de madera, fijado a una base. Cerca del otro extremo de la aguja, insertar la polea, construida con otros dos transportadores de ángulos pegados y formando un canal que permita el paso de la correa de transmisión. Tanto la rueda como la polea se fijan al eje apretándolas entre dos tapones de corcho.El motor se fija con ayuda de una pletina construida con la cajita de aluminio a tal distancia y altura, que la correa de transmisión rodee a eje, quede en un plano vertical y tenga la tensión suficiente para permitir el giro con el mínimo rozamiento. El diodo luminoso se conecta al motor, se situa la rueda de cucharas bajo un chorro de agua y se observa el comportamiento del diodo.