Fórmulas y cálculos hidráulicos: Explicación de potencia, caudal, fuerza y velocidad

Explicación de fórmulas y cálculos hidráulicos Potencia, caudal, fuerza y velocidad

Índice

¿Qué es esta página?

Esta página recoge las fórmulas hidráulicas que los ingenieros utilizan a diario. Cada ecuación se muestra con unidades que coinciden con la práctica industrial, seguidas de pequeños ejemplos que puede adaptar a su sistema.

Fórmulas clave

  • Presión-Fuerza-Area (imperial): p(psi) = F(lbf) / A(in²); F = p × A; A = F / p
  • Potencia hidráulica: CV = p(psi) × Q(gpm) / 1714; kW = Q(l/min) × p(bar) / 600
  • Caudal de la bomba: Q(gpm) = n(rpm) × D(in³/rev) / 231; Q(l/min) = D(cm³/rev) × n(rpm) / 1000
  • Par motor: T(in-lb) = p(psi) × D(in³/rev) / 6,28; T(Nm) = D(cm³/rev) × p(bar) / (20π)
  • Área del cilindro: A = πd²/4; Área del lado de la biela = Apistón - Avarilla
  • Fuerza del cilindro: F = p × A
  • Velocidad del cilindro: v(ft/min) = 19,25 × Q(gpm) / A(in²); o v = Q/A en unidades coherentes.
  • Directriz de velocidad de línea: v(ft/s) = Q(gpm) × 0,3208 / A(in²)
  • Equivalencia térmica: 1 CV = 2545 BTU/h ≈ 746 W

Ejemplos prácticos

  1. Potencia hidráulica a 150 bar y 20 L/minPh(kW) = Q × p / 600 = 20 × 150 / 600 = 5 kW (≈ 6,7 CV)
  2. Cilindro empuje con agujero de 50 mm a 140 barÁrea = π × (0,05 m)² / 4 = 0,001963 m²Fuerza = 14 MPa × 0,001963 m² ≈ 27,5 kN
  3. Par motor, D = 25 cm³/rev, p = 140 barT = D × p / (20π) = 25 × 140 / 62,832 ≈ 55,7 Nm
  4. Comprobación de la velocidad de la manguera, Q = 30 L/min (≈ 7,93 gpm), 1/2 pulg IDA = π × (0,5 pulg)² / 4 = 0,196 pulg²v = 7,93 × 0,3208 / 0,196 ≈ 13,0 pies/s.

Cómo dimensionar una HPU (cinco pasos)

  1. Definir el servicio: duración del ciclo, presión máxima, temperatura ambiente.
  2. Calcule el área y la fuerza del actuador a partir de la carga requerida; establezca la presión de diseño con un margen de 10-20%.
  3. Derive el caudal a partir de la velocidad y el área objetivo; conviértalo en desplazamiento de la bomba con las rpm previstas.
  4. Estimar la potencia hidráulica a partir de p y Q; aplicar el rendimiento global para seleccionar el motor de accionamiento.
  5. Compruebe la velocidad de la línea y la carga térmica; dimensione el depósito y la refrigeración en consecuencia.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la fórmula de la potencia hidráulica?

CV = p(psi) × Q(gpm) / 1714. Para sistemas métricos, kW = Q(l/min) × p(bar) / 600.

¿Cómo se calcula la velocidad del cilindro?

Divida el caudal por el área del pistón en unidades coherentes. En pulgadas, v(ft/min) = 19,25 × Q(gpm) / A(in²).

¿Cómo se calcula el par motor a partir de la presión y la cilindrada?

Utilice T(in-lb) = p(psi) × D(in³/rev) / 6,28 o T(Nm) = D(cm³/rev) × p(bar) / (20π).

¿Cuáles son los límites típicos de velocidad de las mangueras?

Las líneas de presión se mantienen comúnmente cerca de 10-20 pies/s; las líneas de succión son mucho más bajas. Compruebe siempre las especificaciones de los componentes.

¿Cómo se calcula la carga térmica a partir de una caída de presión?

Potencia perdida (CV) ≈ Δp(psi) × Q(gpm) / 1714, luego convertir a BTU/hora o vatios.

Comparte el post:

Energía hidráulica

Hydrath Power es su socio profesional de grupos hidráulicos en China, listo para responder a sus preguntas sobre grupos hidráulicos y componentes como bloques de distribución y válvulas de cartucho hidráulicas. Si necesita ayuda u orientación, no dude en ponerse en contacto directamente con Hydrath Power.

Entradas relacionadas

¿Busca soluciones hidráulicas fiables?

Deje que nuestros expertos en ingeniería le ayuden en cualquier momento.
Obtenga un presupuesto gratuito
Scroll al inicio

Póngase en contacto con nosotros