PRINCIPIO DE ARQUIMEDES Y MANOMETRO DE BOURDON

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES Y MANOMETRO DE BOURDON

RICARDO REYES CARRILLO 40012701

HECTOR CORTEZ 4000XXXX

OSCAR NEIRA 400XXXX

PRESENTADO A:

ING. MAURICIO AYALA

GRUPO – 01

VIERNES 11:00 – 1:00 pM

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

AREA DE LABORATORIO DE FLUIDOS

BOGOTA, MARZO 5 DE 2004

MEDICIÓN DE PRESIÓN

INDICE

1. JUSTIFICACIÓN

2. OBJETIVOS

2.1. Objetivos generales

2.2. Objetivos específicos

3. MARCO TEORICO

3.1 Definición de Presión

3.1.1. Presión Absoluta

3.1.2. Presión Manométrica o Relativa

3.1.3. Presión Atmosférica

3.1.4. Atmósfera Estándar

3.2 Ley de Pascal

3.3 Variación de la Presión en un Fluido Estático

3.4 Dispositivos para la Medición de Presiones Hidrostáticas

3.4.1 Manómetros Simples

3.4.1.1 Barómetros

3.4.1.2 Piezómetros

3.4.2 Manómetros Diferenciales

3.4.3 Manómetros Cerrados

3.4.3.1 Manómetros de Presión de Tubo Bourdon

3.4.3.1.1 Manómetros de Bourdon para Presiones Absolutas

3.4.3.1.2 Manómetros de Bourdon para Presiones Relativas

3.4.4 Transductores de Presión

4 ELEMENTOS

4.1 Esquemas

4.1.1 Barómetros

4.1.2 Piezómetro

4.1.3 Manómetro Diferencial

4.1.4 Manómetro de Tubo Bourdon

4.1.5 Manómetro de Bourdon para Presiones Absolutas

4.2 Definiciones

4.2.1 Barómetro

4.2.2 Piezómetro

4.2.3 Manómetro Diferencial

4.2.4 Manómetro de Tubo Bourdon

4.2.5 Manómetro de Bourdon para Presiones Absolutas

4.3 Funcionamiento

4.3.1 Barómetro

4.3.2 Piezómetro

4.3.3 Manómetro Diferencial

4.3.4 Manómetro de Tubo Bourdon

4.3.5 Manómetro de Bourdon para Presiones Absolutas

5 PROCEDIMIENTO

5.1 Diagrama de Flujo

6 CALCULOS Y GRAFICAS

7 ANALISIS DE GRAFICAS

8 PORCENTAJES DE ERROR

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFÍA

1. JUSTIFICACION

El registro continuo de presiones es muy frecuente tanto en laboratorios como en la industria para la verificación de procesos industriales, para determinar junto con la temperatura el estado de un gas, a la salida y entrada de las máquinas de fluido, para la seguridad de personas y del equipo, tales como calderas, recipientes de presión, etc.

Los medidores de presión o manómetros necesariamente han de ser variadísimos, ya que en los laboratorios y en la industria se han de medir presiones desde un vacío absoluto del 100 por 100 hasta 10.000 atmósferas y aún mayores, con grado de precisión muy diverso y en diferentes medios (temperaturas elevadas, atmósferas explosivas, etc.)

En la práctica realizada el día viernes 15 de septiembre del presente año, se ha tratado de comprender de manera experimental, el funcionamiento de los principales instrumentos de medición de presiones, como el barómetro, los manómetros diferenciales, de los cuales uno contiene agua y el otro un fluido desconocido, el cual debe ser averiguado y sustentado en el presente informe. Al igual que se debe encontrar una ecuación de calibración por medio del ensayo con el manómetro de presión de tubo Bourdon.

2. OBJETIVOS

2.1. Objetivos generales

2.1.1. Diferenciar las aplicaciones de un piezómetro, manómetro, barómetro y otros instrumentos de medición de presión.

2.1.2. Apreciar el principio de funcionamiento de un barómetro, como medidor de la presión atmosférica.

2.1.3. Describir el funcionamiento de un manómetro, y como es utilizado para la medición de la presión.

2.2. Objetivos específicos

2.2.1. Aplicar el concepto de presión en la determinación de la gravedad Específica de un líquido determinado, para poder saber precisamente que clase de líquido es con el que se está trabajando.

2.2.2. Obtener la ecuación de calibración para el Manómetro de Tubo de Bourdon.

2.2.3. Encontrar el coeficiente de correlación, encontrar diferencias entre la presión real y la presión leída.

2.2.4. Calcular la presión atmosférica local obtenida en los diferentes sistemas de unidades.

3. MARCO TEORICO

3.1. Definición de Presión

Se define la presión como la relación de la fuerza y el área que se aproxima a un valor límite (concepto de presión en un punto)

P = dF / A

La presión es un esfuerzo de comprensión, que siempre actúa de forma perpendicular al área en dirección entrando hacia ella.

Las dimensiones de la presión son:

• Sistema Absoluto: [ M L-1 T2]

• Sistema Gravitacional: [ F L-2 ]

Las unidades de la presión más usadas son:

• Sistema Internacional : Pascal (N/m2)

• Sistema Británico de Unidades: Psi (lbf/ft3)

- Conviene insistir que la presión en un punto no debe confundirse con la fuerza resultante de su intensidad y se trata solamente de una magnitud escalar .

- La magnitud, dirección y sentido de la fuerza que la presión genera, quedan definidos a partir, del elemento de superficie que se emplee.

3.1.1. Presión Absoluta

Es la presión que se mide en relación con el vacío perfecto(cero), en esta condición no existen moléculas de fluido, ni tampoco colisiones moleculares. Cuando el cero de la escala de presiones corresponde a estas condiciones, la presión medida es la presión absoluta.

3.1.2. Presión Manométrica o Relativa

Cuando se realizan cálculos que implican la presión de un fluido, se debe hacer la medición en relación con alguna presión de referencia, que normalmente se toma como la presión atmosférica, y la presión resultante es la que se conoce como presión relativa o manométrica.

RELACION ENTRE LA PRESION ABSOLUTA Y LA RELATIVA

P absoluta = Atmosférica (local) + Relativa

El vacío perfecto es la presión más baja posible, por lo tanto la presión absoluta siempre es positiva. Una presión manométrica que sea mayor que la presión atmosférica local, es positiva (+). Una presión manométrica que sea menor que la presión atmosférica es negativa y se le conoce como presión de vacío.

3.1.3. Presión Atmosférica

Es la presión que ejerce una columna de aire debida a su peso contenida en la atmósfera, sobre un área determinada. La presión atmosférica no es constante, varía de un lugar a otro, dependiendo de la elevación sobre el nivel del mar y de los factores meteorológicos y climatológicos. A la presión atmosférica de cada lugar se denomina presión atmosférica local promedio(varía durante todo el día alrededor de este valor).

El intervalo de variación normal de la presión atmosférica cerca de la superficie terrestre es aproximadamente de 95 Kpa (abs) a 105 Kpa (abs).

3.1.4. Presión Estándar

Siendo el aire un fluido compresible, se densidad (peso) es función de la presión y la temperatura, por lo cual se puede obtener una relación entre la presión atmosférica local y la altura sobre el nivel del mar (a..s.n.m.):

P. atmosférica (local) = P. atmosférica (stándard) * ( 1 – 2.256 *10 –5 * Z) 5.256

P. atmosférica (stándard) = 10333 (Kgf/m2)

Donde;

Z = Altura del lugar en metros sobre el nivel del mar

3.2. Ley de Pascal

Permite calcular la distribución de presiones hidrostáticas en el seno de un fluido en reposo, esa presión depende exclusivamente de Z (altura), es decir de la altura de cada punto respecto de un nivel cualquiera elegido.

“ La presión en cualquier punto de un fluido sin movimiento, tiene un solo valor independiente de la dirección”

3.3. Variación de la Presión en un Fluido estático

P2 = P1 +  h

En donde;

P2 = Presión del punto en consideración

P1= Presión de un punto de fluido conocido

 = Peso específico del fluido que se encuentra en reposo

h = profundidad o distancia vertical desde el punto P1, hasta el punto P2.

La distribución de presiones contenida en la ecuación, se denomina distribución de presiones hidrostáticas y al término (h),m se le conoce como presión hidrostática.

Esta ecuación es valida únicamente, para un líquido homogéneo en reposo, los puntos que se encuentran sobre el mismo nivel horizontal tiene la misma presión. El cambio de presión es directamente al peso específico del líquido. La presión

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