Fluids: Propietats, Tipus i Aplicacions en Vehicles

Fluids: Definició i Classificació

Els fluids són substàncies que s'adapten a la forma del recipient que els conté i poden desplaçar-se per canalitzacions. Es classifiquen en:

• Líquids: La ciència que els estudia s'anomena hidràulica. Exemples: olis, combustibles, líquids de refrigeració.
• Gasosos: La ciència que els estudia és la pneumàtica. Exemples: aire, nitrogen, Freó R-134A.

La seva funció principal és transmetre i multiplicar les forces aplicades. En els vehicles, trobem circuits hidràulics en sistemes com ara: lubricació, refrigeració, alimentació, caixes de canvis automàtiques, frens i embragatges hidràulics.

La principal diferència entre gasos i líquids és que els gasos es poden comprimir i els líquids no.

Propietats dels Fluids

Densitat

És la relació entre la massa d'un fluid i el volum que ocupa. L'oli canvia d'estat líquid a gasós a 400ºC, mentre que el Freó ho fa a -26,5ºC.

Viscositat

És la resistència al desplaçament d'un fluid a una temperatura determinada. Com més alta és la viscositat, més resistència ofereix el fluid. Aquesta magnitud és crucial per seleccionar l'oli més adequat per a un vehicle.

La viscositat es mesura amb un viscosímetre, un recipient amb capacitat coneguda i un orifici calibrat al fons. Existeixen diferents normes per mesurar la viscositat, sent la SAE la més utilitzada.

Elements de Mesura en Circuits de Fluids

Manòmetre

Serveix per mesurar la pressió en un circuit hidràulic o pneumàtic. N'hi ha de dos tipus principals:

• D'alta pressió: Fins a 300 bars (més comuns en hidràulica).
• De baixa pressió: Entre 0 i 20 bars (més comuns en pneumàtica).

Les connexions poden ser de rosca cònica o d'endoll ràpid. La unitat de mesura més comuna és el bar, tot i que també s'utilitza l'escala anglesa (PSI).

Cabalímetre

Mesura el cabal que circula per un conducte. El seu funcionament es basa en una turbina: el fluid, en passar, fa girar la turbina, generant un senyal elèctric.

Pressòstat

Transforma una pressió en un senyal elèctric. S'utilitza en circuits per activar o desactivar motors elèctrics o hidràulics. Un exemple comú és en els sistemes d'aire comprimit de tallers, on mesura la pressió del calderí i regula l'arrencada i aturada del motor.

Lleis dels Gasos i Principis Fonamentals

Llei de Boyle-Mariotte

A temperatura constant, el volum d'un gas és inversament proporcional a la pressió: a més volum, menys pressió, i viceversa.

Llei de Gay-Lussac

A pressió constant, el volum d'un gas és directament proporcional a la temperatura. Això es deu a l'augment de l'energia cinètica de les molècules del gas en augmentar la temperatura. Tots els gasos tenen el mateix coeficient de dilatació: 1/273.

Principi de Pascal

En aplicar pressió a un fluid confinat, aquesta pressió es transmet amb igual intensitat en totes direccions. Si s'exerceix una pressió sobre un èmbol d'una determinada secció, es pot augmentar la força a la sortida col·locant un èmbol de secció major, mantenint la mateixa pressió.

Principi de Cabal i Continuïtat

És la quantitat de fluid que passa per un conducte per unitat de temps. Es pot mesurar en diferents unitats, depenent de si es considera la massa o el volum.