Curso Cat U2L1 Hidraulica Principio

UNIDAD 2 Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos Principios de los Sistemas Hidráulicos

Al terminar esta esta unidad, el estudiante estudiante estará en capacidad capacidad de: 1. Entender y demostrar los principios de hidráulica básica.

Introducción Los sistemas hidráulicos son indispensables en la operación de los equipos pesados. Los principios de hidráulica básica se aplican en el diseño de los sistemas hidráulicos hidráulicos de los implementos, implementos, sistemas de dirección,, sistemas de frenos dirección frenos y sistemas del tren tren de fuerza. Se deben deben conocer los principios de hidráulica básica antes de ver los sistemas hidráulicos de la máquina.

s o c i l u á r d i H s a m e t s i S s o l e d s o t n e m a d n u F : 2 d a d i n U

NOTAS

Lección Lecc ión 1: 1: Principios Principios de los los Sistema Sistemass Hidráulicos

S I S TE T E M A S H I D R AU AU L I C O S B A S IC O S P R I N C IP IP I O S D E H ID R A U L I C A B A S IC A

Introducción Todos sabemos que los principios de hidráulica básica se pueden demostrar al ejercer presión controlada a un líquido para realizar un trabajo. Existen leyes que definen el comportamiento de los líquidos en condiciones de variación de flujo y aumento o disminución de presión. El estudiante debe estar en capacidad de describir y entender estas leyes, si desea tener éxito como técnico técnico de equipo pesado.

Objetivos Al terminar esta esta lección, el estudiante estará estará en capacidad capacidad de: 1. Explicar por qué se usa un líquido en los sistemas sistemas hidráulicos. 2. Definir Definir la Ley de Pascal Pascal aplicada aplicada a los principios principios de hidráulica. 3. Describir las las características características de un un flujo de aceite aceite que pasa a través de un orificio. 4. Demostra Demostrarr y entender entender los principios principios de hidráulica hidráulica básica. básica.

s o c i l u á r d i H s a m e t s i S s o l e d s o i p i c n i r P

Unidad 2 Lección 1

2-1-4

Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos

Uso de líquidos en los sistemas hidráulicos Se usan líquidos en los sistemas hidráulicos porque tienen entre otras las siguientes ventajas: 1. Los líquidos líquidos toman la forma forma del recipiente recipiente que los los contiene. contiene. 2. Los líquidos líquidos son prácticam prácticamente ente incompre incompresible sibles. s. 3. Los líquidos líquidos ejercen ejercen igual presión presión en todas las las direcciones. direcciones.

Fig. 2.1.1 Recipientes para líquidos

Los líquidos toman la forma del recipiente que los contiene Los líquidos toman la forma de cualquier recipiente que los contiene. Los líquidos también fluyen en cualquier dirección al pasar a través de tuberías y mangueras de cualquier forma y tamaño.

PESO 50 lbs. FUERZA

LIQUIDO

Fig. 2.1.2 Líquido bajo presión

Los líquidos son prácticamente incompresibles Un líquido es prácticamente incompresible. Cuando una sustancia se comprime, comprim e, ocupa menos espacio. espacio. Un líquido ocupa el mismo espacio espacio o volumen, volumen, aun si se aplica presión. El espacio o volumen volumen ocupado por una sustancia se llama “desplazamiento”.

Unidad 2 Lección 1

2-1-5


PESO 50 lbs. FUERZA

GAS Fig. 2.1.3 Un gas puede comprimirse

Un gas puede comprimirse Cuando un gas se comprime ocupa menos espacio y su desplazamiento es menor. El espacio que deja el gas al comprimirse puede ser ocupado por otro objeto. Un líquido se ajusta mejor en un sistema hidráulico, hidráulico, puesto que todo todo el tiempo ocupa el el mismo volumen o tiene el mismo desplazamiento.

1.130 lbs 500 lbs A Z R E U F

Radio 3 pulg.

A Z R E U F

40 lb/pulg 2

Radio 2 pulg.

Fig. 2.1.4 Sistema hidráulico en funcionamiento

Sistema hidráulico en funcionamiento De acuerdo con la Ley de Pascal, “la presión ejercida en un líquido, contenido en un recipiente recipiente cerrado, se transmite íntegramente íntegramente en todas las direcciones y actúa con igual fuerza en todas las áreas”. Por tanto, en un sistema cerrado cerrado de aceite hidráulico, una fuerza aplicada en cualquier punto, transmite igual presión en todas las direcciones a través del sistema. En el ejemplo de la figura 2.1.4, una fuerza de 226,8 226,8 kg (500 lb) actuando sobre un pistón de 5,1 cm (2 pulgadas) de radio, crea en un líquido contenido en un recipiente recipiente cerrado, una presión aproximada de 275,6 kPa (40 lb/pulg2). Las mismas 275,6 kPa (40 lb/pulg 2) actuando sobre un pistón de 7,62 cm (3 pulgadas) pulgadas) de radio, soporta un peso de 512,6 kg (1.130 libras).

En este punto, real realice ice la práctica de taller taller 2.1.1

Unidad 2 Lección 1

2-1-6


Fuerza = Presión x Area

F

Pres Presió ión n = Fuerza Fuerza x Area Area Area Area = Fuerza Fuerza x Presión Presión

P

A

Fig. 2.1.5 Ley de Pascal

Una fórmula fórmula simple simple permite permite calcular calcular la fuerza, fuerza, presión o área, si se conocen dos de estas tres variables. Es necesario entender estos tres términos para entender los fundamentos de hidráulica. Una fuerza es la acción de ejercer presión sobre un cuerpo. La fuerza se expresa generalmente en kilogramos (kg) o libras (lb). La fuerza es igual a la presión por el área (F = P x A). La presión es la fuerza de un fluido por unidad de área y se expresa generalmente en unidades de kilopascal (kPa) o libra por pulgada cuadrada (lb/pulg 2). El área es una medida de superficie. El área se expresa en unidades de metro cuadrado o pulgada cuadrada. Algunas veces el área se refiere al área efectiva. El área efectiva es la superficie total usada para crear una fuerza en una dirección deseada. El área de un círculo se obtiene con la fórmula: Area = Pi (3,14) por radio al cuadrado Si el radio del círculo círculo es de 2 pulgadas, figura 2.1.4, 2.1.4, A = Pi x r2 A = 3,14 x (2" x 2") A = 12,5 pulg2 Conociendo el área, es posible determinar Conociendo determinar qué presión se necesitará necesitará en el sistema para levantar un peso dado. La presión es la fuerza por unidad de área y se expresa en unidades de kilopascales (kPa) o libra por pulgada cuadrada (lb/pulg 2). Si una fuerza de 500 libras actúa sobre un área de 12,5 pulg 2, se produce una presión de 40 lb/pulg 2 La presión se obtiene con la fórmula: Presión = Fuerza dividida por la unidad de área P = 500 lb/12,5 pulg 2 P = 40 lb/pulg2

Unidad 2 Lección 1

2-1-7


Si aplicamos la fórmula para el cilindro más grande (figura 2.1.4) encontramos: Presión x Area = Fuerza 40 x (3x3) x 3,14 = Fuerza 40 x 28,26 = 1.130 lb. ? DE LA BOMBA

?

? ? A Z R E U F

5 p u l g2

100 lbs

50 lbs A Z R E U F

1 pulg 2

A Z R E U F

3 p u l g2

A Z R E U F

?

Fig. 2.1.6 Ventaja mecánica

Ventaja mecánica La figura 2.1.6 muestra de qué manera un líquido en un sistema hidráulico provee una ventaja mecánica. Ya que todos los cilindros están conectados, conectados, todas la áreas deben llenarse antes de presurizar el sistema. Use la fórmula hidráulica y calcule el valor de los elementos que están con signo de interrogación. Los cilindros se numeran de izquierda a derecha. Para calcular calcular la presión del sistema, debemos usar los dos valores valores conocidos del segundo cilindro a la izquierda. Se usa la fórmula “presión igual a fuerza dividida por área”. Preesi Pr sió ón = Fue uerrza Pres esió ión n = 50 lb Area 1 pulg2

Pre ressió ión n = 50 lb/p /pul ulg g2

Conocida la presión presión del sistema, sistema, podemos calcular calcular la fuerza de la carga de los cilindros uno y tres y el área del pistón del cilindro cuatro. Calcule las cargas de los cilindros uno y tres usando la fórmula, fuerza igual a presión por área (Fuerza = Presión x Area). Calcule el área del del pistón del cilindro cilindro cuatro usando usando la fórmula, área igual a fuerza dividida por la presión (Area = Fuerza/Presión).

Las respuestas respuestas correctas correctas son: la carga del cilindro cilindro uno es 250 libras, la carga del cilindro cilindro tres es 150 libras y el área del pistón del cilindro es 2 pulg 2. En este punto, punto, realic realicee la práctica práctica de taller 2.1.2 2.1.2

Unidad 2 Lección 1

2-1-8


60

0

60

120

0

120

FLUJO 1 gal EE.UU./min

Fig. 2.1.7 Sin restricción

EFECTO DEL ORIFICIO Cuando hablamos hablamos en términos hidráulicos, hidráulicos, es común usar el término "presión de de la bomba". bomba". Sin embargo, embargo, en la práctica, práctica, la bomba no produce presión. La bomba produce flujo. Cuando se restringe el flujo, se produce produce la presión. presión. En las figuras figuras 2.1.7 y 2.1.8, el flujo de la bomba a través través de la tubería es de 1 gal EE.UU./min. En la figura 2.1.7, 2.1.7, no hay restricción restricción de flujo a través través de la tubería, por tanto, la presión es cero cero en ambos manómetros. manómetros.

60 30 0

60 90 120

0

120

FLUJO 1 gal EE.UU./m EE.UU./min

Fig. 2.1.8 Un orificio restringe el flujo

Un orificio restringe el flujo Un orificio restringe el flujo de la bomba. Cuando un aceite fluye a través de un orificio, orificio, se produce presión corriente corriente arriba del orificio. orificio. En la figura 2.1.8 hay un orificio en la tubería entre los dos manómetros. El manómetro corriente arriba del orificio indica que se necesita una presión de 207 kPa (30 lb/pulg 2), para envia enviarr un flujo flujo de 1 gal EE.UU./min a través través del orificio. No hay restricción de flujo después del orificio. El manómetro ubicado corriente abajo del orificio indica presión de cero.

Unidad 2 Lección 1

2-1-9


60 30 0

60 90 120

30 0

90 1 20

FLUJO 1 galEE.UU./min /min

60 30 0

60 90 1 20

30 0

90 1 20

FLUJO 1 gal EE.UU./min EE.UU./min

Fig. 2.1.9 Bloqueo del flujo

Bloqueo del flujo de aceite al tanque Cuando se tapa un un extremo de la tubería, tubería, se bloquea el flujo flujo de aceite al tanque. La bomba regulable continúa suministrando un flujo de 1 gal EE.UU./min EE.UU./m in y llena la tubería. Una vez llena la tubería, la resistencia a cualquier flujo adicional entrando a la tubería produce una presión. Esta presión se comporta comporta de acuerdo con la Ley de Pascal, Pascal, definid definidaa como “la presión ejercida en un líquido que está en un recipiente cerrado se transmite íntegramente en todas las direcciones y actúa con igual fuerza en todas las áreas”. La presión será la misma en los dos manómetros. La presión continúa aumentando hasta que el flujo de la bomba se desvíe a otro circuito o al tanque. Esto se hace generalmente usando una válvula de alivio. Si el flujo total de la bomba bomba continúa entrando entrando a la tubería, tubería, la presión seguiría aumentando hasta el punto de causar la explosión del circuito.

Unidad 2 Lección 1

2-1-10


60

60 30

60

30

90

90

30

lb /pulg 2 0 1 20

lb /pulg2 0 12 0

90

lb /pulg2 0 120

FLUJO 1 gal EE.UU./mi EE.UU./min

60

60 30

30

90

60 90

lb /pulg2 0 1 20

lb /pulg2 0 1 20

30

90

lb /pulg2 0 12 0

FLUJO 1 gal EE.UU./min EE.UU./min 207 kPa(30 lb /pulg2 ) 207 kPa(30 lb /pulg2 )

207kPa (30 lb /pulg2 )

Fig. 2.1.10 Restricción del flujo en un circuito en serie

Restricción del flujo en un circuito en serie Hay dos tipos básicos básicos de circuitos: circuitos: circuito en serie serie y circuito en paralelo. En la figura 2.1.10, 2.1.10, se requiere una una presión de 620 kPa kPa (90 lb/pulg 2) para enviar un flujo de 1 gal EE.UU./min a través de los circuitos. Los orificios o las válvulas de alivio ubicados en serie en un circuito hidráulico ofrecen una resistencia similar a las resistencias en serie de un circuito eléctrico, eléctrico, en las que el aceite debe debe fluir a través de cada cada resistencia. La resistencia total es igual a la suma de cada resistencia individual.

En este punto, realic realicee la práctica de taller taller 2-1-3 CIRCUITO UN O 207 kPa (30 lb/pulg 2 )

CIRCUITO DO S DE LA BOMBA

414 kPa (60 lb/pulg 2 )

CIRCUITO TRES 620 kPa (90 lb/pulg 2 )

Fig. 2.1.11 Restrictions In Parallel

Restricción de flujo en un circuito en paralelo En un sistema con circuitos circuitos en paralelo, paralelo, el flujo de aceite de la bomba bomba de aceite sigue el paso paso de menor resistencia. resistencia. En la figura figura 2.1.11, la bomba suministra aceite a los tres circuitos montados en paralelo. El circuito número tres tiene la menor prioridad y el circuito número uno la mayor prioridad.

Unidad 2 Lección 1

2-1-11


Cuando el flujo de aceite de la bomba llena el conducto ubicado a la izquierda de las las tres válvulas, la presión de aceite aceite de la bomba alcanza 207 kPa (30 lb/pulg 2). La presión de aceite de la bomba abre la válvula al circuito uno y el aceite fluye en el circuito. Una vez lleno el circuito uno, uno, la presión de aceite aceite de la bomba comienza comienza a aumentar. La presión de aceite de la bomba alcanza 414 kPa (60 lb/pulg2) y abre la válvula del circuito dos. La presión de aceite de la bomba no puede continuar aumentando sino hasta cuando el circuito dos esté lleno. Para Para abrir la válvula válvula del circuito tres, tres, la presión de aceite de la bomba debe exceder los 620 kPa (90 lb/pulg 2). Para limitar la presión presión máxima del sistema, sistema, debe haber una válvula válvula de alivio del sistema en uno de los circuitos o en la bomba.

En este punto, punto, realice la práctica de taller 2.1.4 2.1.4

NOTAS

Unidad 2 Copia del Instructor: Práctica de Taller Taller 2.1.1

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PRIMER MANOMETRO EN LINEA

SEGUNDO MANOMETRO EN LINEA

MANOMETRO DEL SISTEMA

VALVULA DE ALIVIO DE RESPALDO

VALVULA DE ALIVIO DEL SISTEMA

1

2

1

BOMBA

TANQUE

Fig. 2.1.12

PRACTICA PRA CTICA DE TALLER 2.1.1: 2.1.1: LEY DE PASCAL PASCAL Objetivo El objetivo de la práctica de taller es demostrar la Ley de Pascal. Cuando las tuberías están conectadas y llenas con aceite aceite bloqueado, bloqueado, la presión es igual igual en todo el circuito.

Material necesario 1. Equipo de capacitación de hidráulica básica.

Procedimiento 1. Use la manguer mangueraa más corta posible posible al realizar realizar las conex conexiones iones de manguera mangueras. s. 2. Conecte una manguera manguera de la salida de la bomba bomba al orificio orificio No. No. 1 de la válvula de alivio alivio del sistema. 3. Conecte una manguera manguera del del orificio orificio al No. No. 1 opuesto opuesto en la válvula válvula de alivio del sistema sistema al múltiple de presión. 4. Conecte una manguera manguera del del orificio orificio No. 2 de la válvula válvula de alivio alivio del sistema sistema al múltiple múltiple de retorno. 5. Conecte una manguera manguera del del múltiple de presión presión al orificio orificio del primer manómetro manómetro en línea del lado izquierdo. 6. Conecte una manguera manguera del del primer manómet manómetro ro de la tubería del del lado derecho derecho al orific orificio io del segundo manómetro en línea del lado izquierdo. 7. Gire al máximo a la izquierda izquierda el tornillo tornillo de ajuste de la válvula válvula de alivio alivio de presión presión del del sistema. Luego gire dos vueltas a la derecha el tornillo de ajuste. 8. Act Activ ivee el equipo equipo de capaci capacitaci tación ón y espere espere 10 segu segundo ndos. s. 9. Lea las presiones en el manómetro manómetro del sistema sistema y en los dos manómetro manómetross en línea. línea. Anote a continuación cada presión en el espacio correspondiente. Presión del sistema _____________ Presión del segundo manómetro en línea _______ Presión del primer manómetro en línea_________ 10. Desacti Desactive ve el equipo de capacitación y desconecte las mangueras. mangueras.

1 . 1 . 2 r e l l a T e d a c i t c á r P : r o t c u r t s n I l e d a i p o C

Unidad 2 Copia del Estudiante: Práctica de Taller 2.1.1

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PRIMER MANOMETRO EN LINEA

SEGUNDO MANOMETRO EN LINEA




1

2

1

BOMBA

TANQUE

Fig. 2.1.12

PRACTICA PRA CTICA DE TALLER 2.1.1: 2.1.1: LEY DE PASCAL PASCAL Objetivo El objetivo de la práctica de taller es demostrar la Ley de Pascal. Cuando las tuberías están conectadas y llenas con aceite aceite bloqueado, bloqueado, la presión es igual igual en todo el circuito.


Procedimiento 1. Use la manguer mangueraa más corta posible posible al realizar realizar las conex conexiones iones de manguera mangueras. s. 2. Conecte una manguera manguera de la salida de la bomba bomba al orificio orificio No. No. 1 de la válvula de alivio alivio del sistema. 3. Conecte una manguera manguera del del orificio orificio al No. No. 1 opuesto opuesto en la válvula válvula de alivio del sistema sistema al múltiple de presión. 4. Conecte una manguera manguera del del orificio orificio No. 2 de la válvula válvula de alivio alivio del sistema sistema al múltiple múltiple de retorno. 5. Conecte una manguera manguera del del múltiple de presión presión al orificio orificio del primer manómetro manómetro en línea del lado izquierdo. 6. Conecte una manguera manguera del del primer manómet manómetro ro en línea línea del lado lado derecho derecho al orificio orificio del segundo manómetro de la tubería del lado izquierdo. 7. Gire al máximo a la izquierda izquierda el tornillo tornillo de ajuste de la válvula válvula de alivio alivio de presión presión del del sistema. Luego gire dos vueltas a la derecha el tornillo de ajuste. 8. Act Activ ivee el equipo equipo de capaci capacitaci tación ón y espere espere 10 segu segundo ndos. s. 9. Lea las presiones en el manómetro manómetro del sistema sistema y en los dos manómetro manómetross en línea. línea. Anote a continuación cada presión en el espacio correspondiente. Presión del sistema _____________ Presión del segundo manómetro en línea _______ Presión del primer manómetro en línea_________ 10. Desacti Desactive ve el equipo de capacitación y desconecte las mangueras. mangueras.

1 . 1 . 2 r e l l a T e d a c i t c á r P : e t n a i d u t s E l e d a i p o C


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TUERCA Y ARANDELAS

VALVULA DE ALIVIO DEL EXTREMO DEL VASTAGO

2

RESORTE ARANDELA

1


2

VALVUL A DE AL IVIO DE RESPALDO

1

1

CILINDRO CALIBRE 1-1/16"

1

BOMBA

TANQUE

Fig. 2.1.13

PRACTICA PRACTI CA DE TALLER 2.1.2: PRINCIPIOS DE HIDRA HIDRAULICA ULICA BASICA BASICA Objetivo El objetivo objetivo de esta práctica de taller es demostrar demostrar el principio de hidráulica básica, básica, Fuerza = Presión x Area.

Material Necesario 1. Equipo de capacitación de hidráulica básica.

Procedimiento En esta práctica de taller se usará un resorte de compresión para simular la carga del cilindro. Cuando se retrae el vástago del cilindro, cilindro, el vástago comprime comprime el resorte y produce la carga en el cilindro. cilindro. Antes de iniciar la práctica práctica de taller, trate de comprimir el resorte resorte con la mano. Esto le dará una idea de la cantidad de fuerza que puede producir un cilindro pequeño. 1.

Use la mang manguera uera más corta corta posib posible le al realiz realizar ar las las conexion conexiones es de mang manguera ueras. s.

2.

Conecte una Conecte una manguera manguera de de la salida salida de la bomba bomba al orif orificio icio No. No. 1 de la válvula válvula de de alivio alivio del del sistema.

3.

Conecte una Conecte una manguera manguera del del orific orificio io No. 2 de la la válvula válvula de aliv alivio io del sistem sistemaa al múltiple múltiple de de retorno.

4.

Conecte una Conecte una manguera manguera del del orific orificio io No. 1 opuest opuesto o en la "T" de la la válvula válvula de aliv alivio io del siste sistema ma al múltiple de presión.

5.

Acti Ac tive ve el equ equipo ipo de ca capac pacita itaci ción. ón.

6.

Ajuste Ajus te la válvul válvulaa de alivi alivio o de presió presión n del siste sistema ma a 5.856 5.856 kPa kPa (850 (850 lb/pulg lb/pulg 2).

7.

Desac De sacti tive ve el eq equip uipo o de de capa capacit citaci ación. ón.

8.

Conecte una Conecte una manguera manguera del del múltipl múltiplee de presión presión al orifi orificio cio No. No. 1 de la válvula válvula de aliv alivio io del extremo del vástago.

9.

Conecte una Conecte una manguera manguera del del orific orificio io No. 1 opuest opuesto o en la válvula válvula de de alivio alivio del del extremo extremo del del vástago al extremo del vástago del cilindro de calibre 1-1/16”.

10. Conecte una una manguera manguera del orificio orificio No. 2 en la válvula de alivio alivio del del extremo extremo del vástago vástago al múltiple de retorno. 11. Conecte una manguera manguera del extremo extremo de la cabeza del cilindro cilindro de calibre 1-1/16” al múltiple múltiple de retorno.



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PRACTICA PRACTI CA DE TALLER TALLER 2.1.2: PRINCIPIOS DE HIDRAULI HIDRAULICA CA BASICA (continu (continuación) ación) 12. Extienda el vástago vástago del cilindro cilindro de calibre 1-1/16” 1-1/16” (para extender extender el el vástago descone desconecte cte ambas ambas manguerass del cilindro, intercam manguera intercambie bie las mangueras conectando conectando la manguera de suministro al orificio del extremo de la cabeza (parte inferior) y conecte la manguera de retorno al orificio del extremo del vástago (parte superior). Active el equipo de capacitación y déjelo así hasta cuando el vástago del cilindro esté totalmente extendido. Desactive el equipo de capacitación. Conecte de nuevo las mangueras como se indica en los pasos 9 y 11. 13. Conecte el conjunto conjunto de resorte de carga carga al vástago vástago del cilindro cilindro hidráulico hidráulico como como se muestra muestra en la figura 2.1.13. 14. Gire al máximo máximo a la derecha derecha el tornillo tornillo de ajuste de la válvula de alivio alivio de presión presión del extremo extremo del vástago. 15. Acti Active ve el equip equipo o de capaci capacitaci tación. ón. 16. Gire al máximo máximo a la izquierda izquierda el tornillo tornillo de ajuste ajuste de la válvula válvula de presión presión del extremo extremo del vástago. 17. Mida la longi longitud tud del reso resorte. rte. 18. Anote la longitud longitud del resorte resorte y la presión presión del manómetro manómetro en la tabla de abajo. abajo. 19. Gire la válvula válvula de presión presión del extremo extremo del vástago vástago a la derecha derecha hasta cuando la presión presión del 2 manómetro lea 1.380 kPa (200 lb/pulg ). 20. Mida la longi longitud tud del reso resorte. rte. 21. Anote la medida medida del resorte resorte y la presión presión del manómetro manómetro en la la tabla de abajo. abajo. 22. Gire a la derecha el tornillo tornillo de ajuste de la válvula válvula de alivio alivio de presión del extremo extremo del vástago vástago hasta cuando la presión del manómetro alcance 2.756 kPa (400 lb/pulg 2). Repita los pasos 17 y 18. 23. Gire a la derecha el tornillo tornillo de ajuste de la válvula válvula de alivio alivio de presión del extremo extremo del vástago vástago hasta cuando la presión del manómetro alcance 4.134 kPa (600 lb/pulg 2). Repita los pasos 17 y 18. 24. Gire a la derecha el tornillo tornillo de ajuste de la válvula válvula de alivio alivio de presión del extremo extremo del vástago vástago hasta cuando la presión del manómetro alcance 5.510 kPa (800 lb/pulg 2). Repita los pasos 17 y 18. Longitud del resorte cm (pulgadas)

Cambio en la longitud del resorte cm (pulgadas)

689 kpa (100 lb/pulg 2 )

1 1 ,1 c m ( 4 , 4 )

0 ,0 c m (0 ,0 )

1.378 kPa (200 lb/pulg 2 )

1 0 ,6 c m ( 4 , 2 )

0 ,5 0 8 c m ( 0 ,2 )

2.756 2.756 kPa (400 (400 lb/pu lg2 )

9 ,6 c m ( 3 , 8 )

1 ,0 1 6 c m ( 0 ,4 )

4.134 4.134 kPa (600 (600 lb/pu lg2 )

8 ,6 c m ( 3 , 4 )

1 ,0 1 6 c m ( 0 ,4 )

5.512 5.512 kPa (800 lb/pu lg 2 )

7 ,6 c m ( 3 , 0 )

1 ,0 1 6 c m ( 0 ,4 )

Presión kPa (lb/pulg 2 )

Las lecturas de esta tabla pueden ser ligeramente diferentes de las lecturas encontradas en el equipo de capacitación que esté trabajando. Los cambios en la longitud del resorte deben ser constantes. 25. Desacti Desactive ve el equipo de capacitación capacitación y desconecte las mangueras. mangueras.


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TUERCA Y ARANDELAS

VALVULA DE ALIVIO DEL EXTREMO DEL VASTAGO

2

RESORTE ARANDELA

1


2

VALVUL A DE AL IVIO DE RESPALDO

1

1

CILINDRO CALIBRE 1-1/16"

1

BOMBA

TANQUE

Fig. 2.1.13

PRACTICA PRACTI CA DE TALLER 2.1.2: PRINCIPIOS DE HIDRA HIDRAULICA ULICA BASICA BASICA Objetivo El objetivo objetivo de este práctica de taller es demostrar demostrar el principio de hidráulica básica, básica, Fuerza = Presión x Area.

Material Necesario 1. Equipo de capacitación de hidráulica básica.

Procedimiento En este práctica de taller se usará un resorte de compresión para simular la carga del cilindro. Cuando se retrae el vástago del cilindro, cilindro, el vástago comprime comprime el resorte y produce la carga en el cilindro. cilindro. Antes de iniciar la práctica práctica de taller, trate de comprimir el resorte resorte con sus dedos. Esto le dará una idea de la cantidad de fuerza que puede producir un cilindro pequeño. 1.

Use la mang manguera uera más corta corta posib posible le al realiz realizar ar las las conexion conexiones es de mang manguera ueras. s.

2.

Conecte una Conecte una manguera manguera de de la salida salida de la bomba bomba al orif orificio icio No. No. 1 de la válvula válvula de de alivio alivio del del sistema.

3.

Conecte una Conecte una manguera manguera del del orific orificio io No. 2 de la la válvula válvula de aliv alivio io del sistem sistemaa al múltiple múltiple de de retorno.

4.

Conecte una Conecte una manguera manguera del del orific orificio io No. 1 opuest opuesto o en la "T" de la la válvula válvula de aliv alivio io del siste sistema ma al múltiple de presión.

5.

Acti Ac tive ve el equ equipo ipo de ca capac pacita itaci ción. ón.

6.

Ajuste Ajus te la válvul válvulaa de alivi alivio o de presió presión n del siste sistema ma a 5.856 5.856 kPa kPa (850 (850 lb/pulg lb/pulg 2).

7.

Desac De sacti tive ve el eq equip uipo o de de capa capacit citaci ación. ón.

8.

Conecte una Conecte una manguera manguera del del múltipl múltiplee de presión presión al orifi orificio cio No. No. 1 de la válvula válvula de aliv alivio io del extremo del vástago.

9.

Conecte una Conecte una manguera manguera del del orific orificio io No. 1 opuest opuesto o en la válvula válvula de de alivio alivio del del extremo extremo del del vástago al extremo del vástago del cilindro de calibre 1-1/16”.

10. Conecte una manguera del orificio No. 2 en la válvula de alivio del extremo del vástago al múltiple de retorno. 11. Conecte una manguera manguera del extremo de la cabeza del cilindro cilindro de calibre 1-1/16” al múltiple de retorno.



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PRACTICA PRACTI CA DE TALLER TALLER 2.1.2: PRINCIPIOS DE HIDRAULI HIDRAULICA CA BASICA (continu (continuación) ación) 12. Extienda el vástago vástago del cilindro cilindro de calibre 1-1/16” 1-1/16” (para extender extender el el vástago descone desconecte cte ambas ambas manguerass del cilindro, intercam manguera intercambie bie las mangueras conectando conectando la manguera de suministro al orificio del extremo de la cabeza (parte inferior) y conecte la manguera de retorno al orificio del extremo del vástago (parte superior). Active el equipo de capacitación y déjelo así hasta cuando el vástago del cilindro esté totalmente extendido. Desactive el equipo de capacitación. Conecte de nuevo las mangueras como se indica en los pasos 9 y 11. 13. Conecte el conjunto conjunto de resorte de carga carga al vástago vástago del cilindro cilindro hidráulico hidráulico como como se muestra muestra en la figura 2.1.13. 14. Gire al máximo máximo a la derecha derecha el tornillo tornillo de ajuste de la válvula de alivio alivio de presión presión del extremo extremo del vástago. 15. Acti Active ve el equip equipo o de capaci capacitaci tación. ón. 16. Gire al máximo máximo a la izquierda izquierda el tornillo tornillo de ajuste ajuste de la válvula válvula de presión presión del extremo extremo del vástago. 17. Mida la longi longitud tud del reso resorte. rte. 18. Anote la longitud longitud del resorte resorte y la presión presión del manómetro manómetro en la tabla de abajo. abajo. 19. Gire la válvula válvula de presión presión del extremo extremo del vástago vástago a la derecha derecha hasta cuando la presión presión del 2 manómetro lea 1.380 kPa (200 lb/pulg ). 20. Mida la longi longitud tud del reso resorte. rte. 21. Anote la medida medida del resorte resorte y la presión presión del manómetro manómetro en la la tabla de abajo. abajo. 22. Gire a la derecha el tornillo tornillo de ajuste de la válvula válvula de alivio alivio de presión del extremo extremo del vástago vástago hasta cuando la presión del manómetro alcance 2.756 kPa (400 lb/pulg 2). Repita los pasos 17 y 18. 23. Gire a la derecha el tornillo tornillo de ajuste de la válvula válvula de alivio alivio de presión del extremo extremo del vástago vástago hasta cuando la presión del manómetro alcance 4.134 kPa (600 lb/pulg 2). Repita los pasos 17 y 18. 24. Gire a la derecha el tornillo tornillo de ajuste de la válvula válvula de alivio alivio de presión del extremo extremo del vástago vástago hasta cuando la presión del manómetro alcance 5.510 kPa (800 lb/pulg 2). Repita los pasos 17 y 18. Presión kPa (lb/pulg 2 )

Longitud del resorte cm (pulgadas)

Cambio en la longitud del resorte cm (pulgadas)

689 kpa (100 lb/pulg 2 ) 1.378 1.378 kPa (200 (200 lb/pu lg2 ) 2.756 2.756 kPa (400 (400 lb/pu lg2 ) 4.134 4.134 kPa (600 (600 lb/pu lg2 ) 5.512 5.512 kPa (800 lb/pu lg 2 )

Las lecturas de esta tabla pueden ser ligeramente diferentes de las lecturas encontradas en el equipo de capacitación que esté trabajando. Los cambios en la longitud del resorte deben ser constantes. 25. Desactive el equipo de capacitación y desconecte las mangueras.


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FLUJOMETRO 1


CONEXION - T

ACOPLAMIENTO


1

CONEXION - T

2

1

BOMBA MANOMETRO DE LA TUBERIA ACOPLAMIENTO

TANQUE

LABORATORIO 3

FLUJOMETRO 2

Fig. 2.1.15

PRACTICA PRACTI CA DE TALLER TALLER 2.1.3: AUM AUMENTO ENTO DE LA PRESION PRESION DEL SISTEMA Objetivo El objetivo de esta práctica de taller es demostrar cómo la fricción y restricción en las mangueras y conexiones producen un aumento de la presión del sistema.


Procedimiento 1. Monte el circuito circuito indicado indicado en la figura figura 2.1.15. 2. Ajuste la presión presión del sistema a 5.860 kPa kPa (850 lb/pulg lb/pulg 2). (Para ajustar la presión del sistema, desconecte la manguera que conecta la válvula de alivio del sistema y el múltiple de presión. Active el equipo de capacitación y ajuste la válvula de alivio de presión del sistema. Desactive el equipo de capacitación y conecte nuevamente la manguera de la válvula de alivio del sistema al múltiple de presión). 3. Activ Activee el equipo equipo de capacitación capacitación.. 4. Tome las lecturas registradas registradas por los manómetros y flujómetros. Anote los datos en los espacios suministrados en el numeral 6. 5. Desacti Desactive ve el equipo equipo de capacitación. capacitación. 6. Reste el valor de la presión de la tubería del valor valor de la presión del sistema. Anote este resultado resultado en el espacio “caída de presión”. El valor de la caída de presión dependerá de las mangueras usadas y de la temperatura del aceite. Presión del sistema 1.034 kPa - 2.068 kPa(150 lb/pulg 2 - 300 lb/pulg 2) Flujo en el flujómetro 1

0,9 gal.

Flujo en el flujómetro 2

0,9 gal.

Presión en línea 345 kPa - 689 kPa (50 lb/pulg 2 - 100 lb/pulg 2) Caída de presión 689 kPa - 1378 kPa (100 lb/pulg 2 - 200 lb/pulg 2) 7. ¿A qué se debe la diferencia diferencia de presión presión en la presión del sistema sistema y la presión en línea? línea?

La diferencia se debe a la resistencia del flujo de aceite al pasar por las mangueras y conexiones.



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FLUJOMETRO 1


CONEXION - T

ACOPLAMIENTO


1

CONEXION - T

2

1

BOMBA MANOMETRO DE LA TUBERIA ACOPLAMIENTO

TANQUE

LABORATORIO 3

FLUJOMETRO 2

Fig. 2.1.15

PRACTICA PRACTI CA DE TALLER TALLER 2.1.3: AUM AUMENTO ENTO DE LA PRESION PRESION DEL SISTEMA Objetivo El objetivo de esta práctica de taller es demostrar cómo la fricción y restricción en las mangueras y conexiones producen un aumento de la presión del sistema.


Procedimiento 1. Monte el circuito circuito indicado indicado en la figura figura 2.1.15. 2. Ajuste la presión presión del sistema a 5.860 kPa kPa (850 lb/pulg lb/pulg 2). (Para ajustar la presión del sistema, desconecte la manguera que conecta la válvula de alivio del sistema y el múltiple de presión. Active el equipo de capacitación y ajuste la válvula de alivio de presión del sistema. Desactive el equipo de capacitación y conecte nuevamente la manguera de la válvula de alivio del sistema al múltiple de presión). 3. Activ Activee el equipo equipo de capacitación capacitación.. 4. Tome las lecturas registradas registradas por los manómetros y flujómetros. Anote los datos en los espacios suministrados en el numeral 6. 5. Desacti Desactive ve el equipo equipo de capacitación. capacitación. 6. Reste el valor de la presión de la tubería del valor valor de la presión del sistema. Anote este resultado resultado en el espacio “caída de presión”. El valor de la caída de presión dependerá de las mangueras usadas y de la temperatura del aceite. Presión del sistema Fluj Fl ujo o en en el el flu flujó jóme metr tro o 1 __ ____ ___ _

____ __ ____ ____ ___ _

Flujo Fluj o en en el el flujó flujómetr metro o 2 ___ ______ ___ ___ _______ ______ __ Presión en línea Caída de presión 7. ¿A qué se debe la diferencia diferencia de presión presión en la presión del sistema sistema y la presión en línea? línea?



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MANOMETRO

VALVULA DE ALIVIO DEL CIRCUITO 1

2

V A LV LV U L A D E ALIVIO DEL CIRCUITO 2

2


CONEXION - T

1

1

1

1

BOMBA FLUJOMETRO 1

FLUJOMETRO 2

TANQUE

LABORATORIO 4

Fig. 2.1.16

PRACTICA PRAC TICA DE TALLER 2.1.4: RESISTENCIA DE UN CIRCUITO EN PARALELO PARALELO Objetivo El objetivo de esta práctica de taller es demostrar la resistencia al flujo en un circuito en paralelo.


Procedimiento 1. Monte el circuito circuito de de la figura figura 2.1.16. 2.1.16. 2. Gire al máximo a la izquierda los tornillos tornillos de ajuste de ambas válvulas de alivio. alivio. 3. Desconec Desconecte te la manguera que conecta conecta el flujómetro 2 y el orificio de drenaje. 4. Activ Activee el equipo equipo de capacitación capacitación.. 5. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio alivio del circuito 1 hasta cuando la presión 2 del manómetro alcance 1.378 kPa (200 lb/pulg ). 6. Desacti Desactive ve el equipo equipo de capacitación. capacitación. 7. Conecte la manguera manguera del flujómetro 2 al orificio orificio de drenaje y desconecte la manguera manguera que conecta el flujómetro 1 y el orificio de drenaje. 8. Desacti Desactive ve el equipo equipo de capacitación. capacitación. 9. Gire a la derecha el ajuste de la válvula de alivio del circuito circuito 2 hasta cuando la presión del 2 manómetro alcance 2.756 kPa (400 lb/pulg ). 10. Desacti Desactive ve el equipo equipo de capacitación. capacitación. 11. Conecte la manguera manguera del flujómetro flujómetro 1 al orificio orificio de drenaje. drenaje. 12. Desacti Desactive ve el equipo equipo de capacitación. capacitación. 13. Tome las lecturas del manómetro y de los flujómetros. Anote Anote las lecturas en los espacios abajo. Presión ___200_____

Flujómetro 1 ___ 0,9_____ Flujómetro 2 __ _0_____



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PRACTICA PRAC TICA DE TALLER 2.1.4: RESISTENCIA DE UN CIRCUITO EN PARALELO PARALELO (continuación) 14. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio alivio del circuito 1 hasta cuando la presión 2 del manómetro alcance 2.756 kPa (400 lb/pulg ). 15. Tome las lecturas del manómetro manómetro y de los flujómetros. Anote las lecturas lecturas en los espacios abajo. Presión ___400___ Flujómetro 1 __ _0,45_ __ Flujómetro 2 ___ 0,45___ 16. Gire una vuelta a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio alivio del circuito 1. 17. Tome las lecturas del manómetro y de los flujómetros. Anote Anote las lecturas en los espacios abajo. Presión ____400__ Flujómetro 1 ___0____ Flujómetro 2 ___ _0,9__ _ Explique las lecturas del manómetro y flujómetros mencionados en el paso 13.

La presión del sistema de 1.378 kPa (200 lb/pulg 2) no es suficiente para abrir la válvula de alivio del circuito 2. El flujo total de la bomba pasa por la válvula de alivio del circuito 1 y el flujómetro 1. Explique las lecturas del manómetro y flujómetros mencionados en el paso 15.

La presión del sistema de 2.756 kPa (400 lb/pulg 2) abre las válvulas de alivio de los circuitos 1 y 2. El flujo de la bomba se dirige por caminos paralelos por las dos válvulas de alivio y los flujómetros. Explique las lecturas del manómetro y de los flujómetros mencionados en el paso 17.

La presión necesaria para abrir la válvula de alivio del circuito 1 excede la presión necesaria para abrir la válvula de alivio del circuito 2. El flujo de la bomba se dirige por el camino de menor resistencia por la válvula de alivio del circuito 2 y el flujómetro 2.


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MANOMETRO

VALVULA DE ALIVIO DEL CIRCUITO 1

2

V A LV LV U L A D E ALIVIO DEL CIRCUITO 2

2


CONEXION - T

1

1

1

1

BOMBA FLUJOMETRO 1

FLUJOMETRO 2

TANQUE

LABORATORIO 4

Fig. 2.1.16

PRACTICA PRAC TICA DE TALLER 2.1.4: RESISTENCIA DE UN CIRCUITO EN PARALELO PARALELO Objetivo El objetivo de esta práctica de taller es demostrar la resistencia al flujo en un circuito en paralelo.


Procedimiento 1. Monte el circuito circuito de de la figura figura 2.1.16. 2.1.16. 2. Gire al máximo a la izquierda los tornillos tornillos de ajuste de ambas válvulas de alivio. alivio. 3. Desconec Desconecte te la manguera que conecta conecta el flujómetro 2 y el orificio de drenaje. 4. Activ Activee el equipo equipo de capacitación capacitación.. 5. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio alivio del circuito 1 hasta cuando la presión 2 del manómetro alcance 1.378 kPa (200 lb/pulg ). 6. Desacti Desactive ve el equipo equipo de capacitación. capacitación. 7. Conecte la manguera manguera del flujómetro 2 al orificio orificio de drenaje y desconecte la manguera manguera que conecta el flujómetro 1 y el orificio de drenaje. 8. Desacti Desactive ve el equipo equipo de capacitación. capacitación. 9. Gire a la derecha el ajuste de la válvula de alivio del circuito circuito 2 hasta cuando la presión del 2 manómetro alcance 2.756 kPa (400 lb/pulg ). 10. Desacti Desactive ve el equipo equipo de capacitación. capacitación. 11. Conecte la manguera manguera del flujómetro flujómetro 1 al orificio orificio de drenaje. drenaje. 12. Desacti Desactive ve el equipo equipo de capacitación. capacitación. 13. Tome las lecturas del manómetro y de los flujómetros. Anote Anote las lecturas en los espacios abajo. Pres Pr esió ión n __ ___ _

___ __ _ Fl Fluj ujóm ómet etro ro 1 __ ___ _ __ ____ ___ _ Fl Fluj ujóm ómet etro ro 2 __ _ _____



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PRACTICA PRAC TICA DE TALLER 2.1.4: RESISTENCIA DE UN CIRCUITO EN PARALELO PARALELO (continuación) 14. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio alivio del circuito 1 hasta cuando la presión 2 del manómetro alcance 2.756 kPa (400 lb/pulg ). 15. Tome las lecturas del manómetro manómetro y de los flujómetros. Anote las lecturas lecturas en los espacios abajo. Presión ___ ___ Flujómetro 1 __ _

___ Flujómetro 2 __

___

16. Gire una vuelta a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio alivio del circuito 1. 17. Tome las lecturas del manómetro y de los flujómetros. Anote Anote las lecturas en los espacios abajo. Presi Pr esión ón ___ ____ _ __ Flu Flujóm jómetr etro o 1 __ _ ____ Flujómetro 2 ___ _ ___ Explique las lecturas del manómetro y de los flujómetros mencionados en el paso 13.

Explique las lecturas del manómetro y de los flujómetros mencionados en el paso 15.

Explique las lecturas del manómetro y de los flujómetros mencionados en el paso 17.

Unidad 2 Copia del Instructor Instructor:: Exame Examen n 2.1.1

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EXAMEN - PRINCIPIOS DE HIDRAULI HIDRAULICA CA Llene los espacios es pacios correspondientes correspond ientes o encierre encier re en un u n círculo la respuesta correcta. corre cta.

Nombre _________________________

.

1. Anote tres tres sistemas sistemas del equipo equipo pesado pesado que usen usen en su diseño principios principios hidráulico hidráulicos. s.

Sistema del implemento. Sistema de la dirección . Sistema de frenos o sistema de tren de fuerza. 2. Ano Anote te dos ventaj ventajas as de usar líquid líquidos os en los sistema sistemass hidráulic hidráulicos. os.

Los líquidos toman la forma del recipiente que los contiene. Los líquidos son incompresibles. 3. El enunc enunciado iado de la la Ley Ley de Pas Pascal cal dice dice::

“La presión ejercida en un líquido, contenido en un recipiente cerrado, se transmite íntegramente en todas las direcciones y actúa con igual fuerza en todas las áreas".

50.000 EXTREMO DEL VASTAGO DEL PISTON

F

PISTON

VASTAGO

P

A PISTON 8 PULG. DE DIAMETRO VASTAGO 3 PULG. DE DIAMETRO EXTREMO DE LA CABEZA DEL PISTON PISTON

8 PULG.

MANOMETRO A

4. ¿Cuá ¿Cuáll es el área área del del extrem extremo o de la cabez cabezaa del pistó pistón? n?

A = Pi x r2, A = 3,14 3,14 x 42 A = 50,24 pulg 2 5. ¿Cuál es es el área área efectiv efectivaa del extrem extremo o del vástago del pistón? pistón? Area = Area total del pistón menos el área del vástago = Area efectiva = 50,24 - 7,06 A = 43,18. 6. ¿Cuá ¿Cuáll es la presi presión ón en en el man manóme ómetro tro A?

Presión Pre sión = Fuer Fuerza/A za/Area rea, F = 50 50.0 .000 00,

Area= 50,24

P = 995,22 lb/pulg 2

1 . 1 . 2 n e m a x E : r o t c u r t s n I l e d a i p o C

Unidad 2 Copia del Instructor Instructor:: Exame Examen n 2.1.1

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EXAMEN - PRINCIPIOS DE HIDRAULICA (continuación) (continuación) Nombre _________________________ Llene los espacios correspondientes corresp ondientes o encierre e ncierre en un círculo la respuesta correcta. correc ta. .

150 lb/pul2

75 lb/pulg2

A

B

orificio 75 l b / p u l g .

2

orificio 2 50 l b / p u l g .

25 lb/pulg2

C

orificio 2 25 l b / p u l g .

7. En la línea línea de encima encima de cada manóm manómetro etro,, indi indique que la lectura lectura correc correcta ta del manóme manómetro. tro.

Unidad 2 Copia del Estudiante: Estudiante: Exame Examen n 2.1.1

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EXAMEN - PRINCIPIOS DE HIDRAULI HIDRAULICA CA Llene los espacios es pacios correspondientes correspond ientes o encierre encier re en un u n círculo la respuesta correcta. corre cta.

Nombre _________________________

.

1. Anote tres tres sistemas sistemas del equipo equipo pesado pesado en cuyo cuyo diseño se usen principios principios hidráulic hidráulicos. os.

2. Ano Anote te dos ventaj ventajas as de usar líquid líquidos os en los sistema sistemass hidráulic hidráulicos. os.

3. El enunciado enunciado de la Ley Ley de Pascal Pascal dice:

50.000 EXTREMO DEL VASTAGO DEL PISTON

F

PISTON

VASTAGO

P

A PISTON 8 PULG. DE DIAMETRO VASTAGO 3 PULG. DE DIAMETRO EXTREMO DE LA CABEZA DEL PISTON PISTON

8 PULG.

MANOMETRO A

4. ¿Cuál es el área del del extremo extremo de la cabeza del pistón? pistón? ________ _______________ _______________ ___________ ___ ________________________________________________________________________ 5. ¿Cuál es el área efectiv efectivaa del extremo extremo del del vástago vástago del pistón? pistón? ___________ __________________ ___________ ____ __________________________________________________________________________ 6. ¿Cuál es la presión presión en el manómetro manómetro A?

1 . 1 . 2 n e m a x E : e t n a i d u t s E l e d a i p o C

Unidad 2 Copia del Estudiante: Estudiante: Exame Examen n 2.1.1

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EXAMEN - PRINCIPIOS DE HIDRA HIDRAULICA ULICA (continuación) (continuación) Nombre _________________________ Llene los espacios es pacios correspondientes correspond ientes o encierre encier re en un u n círculo la respuesta correcta. corre cta.

A

B

orificio

orificio 75 l b / p u l g .

C

2

50 l b / p u l g .

orificio 2

2

25 l b / p u l g .

7. En la líneade líneade de encima encima de de cada manóme manómetro, tro, indi indique que la lectura lectura correc correcta ta del manóme manómetro. tro.

Curso Cat U2L1 Hidraulica Principio

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