Investigación Formativa. Fluidos II

8/18/2019 Investigación Formativa. Fluidos II

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UNI VERSIDAD CATÓLICA LOS ÁNGELES DECHIMBOTE

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVI L

Asignatura : MECÁNICA DE FLUIDOSI

Docente : PAZ PEREZ EDGAR

Ciclo : V

Título : MANOMETROS-TIPOS

Integrantes :GIRÓN ANDRADE MELISSAMORENO CHAVEZ JUNIORSALIRROSAS MORENO GUSTAVOPEREZ AGUINAGA LUIS FERNANDOSANCHEZ MARCIO

Chimbote – Perú2015


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INTRODUCCION

En el presente trabajo se trata de dar una explicación más clara y precisa de lo

que es el manómetro explicando un poco de su historia sus diferentes tipos ysus funciones y aplicaciones.

Junto con la temperatura, la presión es la variable más comúnmente medida en

plantas de proceso. Su persistencia se debe, entre otras razones, a que la

presión pude reflejar la fuerza motriz para la reacción o transferencia de fase

de gases; la fuerza motriz para el transporte de gases o líquidos; la cantidad

másica de un gas en un volumen determinado.

Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan la

presión atmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la

presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor

presión manométrica; dichos aparatos reciben el nombre de manómetros y

funcionan según los mismos principios en que se fundamentan los barómetros

de mercurio y los aneroides. La presión manométrica se expresa ya sea por

encima, o bien por debajo de la presión atmosférica. Los manómetros que

sirven para medir presiones inferiores a la atmosférica se llaman manómetros

de vacío o vacuómetros.


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MARCO TEÓRICO

MANÓMETRO

El manómetro es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los

fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y

la presión local.

En la mecánica la presión se define como la fuerza por unidad de superficie

que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie.

La presión suele medirse en atmósferas (atm); en el sistema internacional de

unidades (SI), la presión se expresa en Newton por metro cuadrado; un newton

por metro cuadrado es un pascal (Pa).

La atmósfera se define como 101325 Pa. Hay que tener en cuenta que la

mayoría de los manómetros miden la diferencia entre la presión del fluido y la

presión atmosférica local, entonces hay que sumar ésta última al valor indicado

por el manómetro para hallar la presión absoluta. Cuando se obtiene una

medida negativa en el manómetro es debida a un vacío parcial.

MARCO HISTÓRICO

La historia del descubrimiento parece haber sido la siguiente: Antiguamente se

había observado que si por el extremo superior de un tubo abierto y vertical se

aspiraba el aire mediante una bomba, estando el otro extremo en comunicación

con un recipiente con agua, esta ascendía por el tubo, este fenómeno era

atribuido al horror que manifestaban los cuerpos al vacío, según Aristóteles.

Pero un constructor de bombas de Florencia se propuso elevar por este medio

agua a una altura superior de 10 metros, sin conseguirlo. Fue y la pregunto a

Galileo la razón del hecho, y este le respondió que era que el agua había

alcanzado su límite de horror al vacío.

El primero que se dio cuenta del fenómeno real fue una de los discípulos de

Galileo, Viviani (1644), quien afirmó que era la presión atmosférica y que la

máxima altura del agua en un tubo vertical cerrado, suficientemente largo, y encuya parte superior se hiciera vacío, debía exactamente medir la presión


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atmosférica, ya que esta era la que sostenía la columna de agua. Pensó luego

que si la presión atmosférica sostenía a nivel de mar una columna de agua de

10 metros aproximadamente, podría sostener una columna de mercurio de

unos 760mm, ya que el mercurio es 13.5 veces más pesado que el agua.

EXPERIMENTO DE TORRICELLI

El experimento de Torricelli consiste en tomar un tubo de vidrio cerrado por un

extremo y abierto por el otro, de 1 metro aproximadamente de longitud, llenarlo

de mercurio, taparlo con el dedo pulgar e invertirlo introduciendo el extremo

abierto en una cubeta con mercurio. Luego si el tubo se coloca verticalmente, la

altura de la columna de mercurio de la cubeta es aproximadamente cerca de la

altura del nivel del mar de 760mm apareciendo en la parte superior del tubo el

llamado vacío de Torricelli, que realmente es un espacio llenado por vapor de

mercurio a muy baja tensión. Torricelli observó que la altura de la columna

variaba, lo que explico la variación de la presión atmosférica.


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TIPOS DE MANÓMETROS

MANOMETRO DE MCLEOD

Modelo de instrumento utilizado para medir bajas

presiones. También se llama vacuometro de McLeod.

Se recoge un volumen conocido del gas cuya presión

se ha de medir y se eleva en el nivel de fluido

(normalmente mercurio) por medio de un embolo, por

una elevación del depósito, con una perno de goma o

inclinando el aparato. Al elevar más el nivel del

mercurio el gas se comprime en el tubo capilar. De

acuerdo con la Ley de Boyle, el gas comprimido

ejerce ahora una presión suficiente para soportar una

columna de mercurio lo bastante alta como para que pueda ser leída. Las

lecturas son casi por completo independientes de la composición del gas.

El manómetro de McLeod es sencillo y económico.

Es muy usado como patrón absoluto de presiones en la zona de 0.0001-10mmde mercurio; a menudo se emplea para calibrar otros manómetros de bajas

presiones que tienen un uso más práctico. El vapor de mercurio puede

ocasionar trastornos al difundirse en el vacío que se va a medir.


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MANOMETRO DE BURDON

Instrumento mecánico de medición de presiones que emplea como elemento

sensible un tubo metálico curvado o torcido, de sección transversal aplanada.

Un extremo del tubo está cerrado, y la presión que se va a medir se aplica por

el otro extremo. A medida que la presión aumenta, el tubo tiende a adquirir una

sección circular y enderezarse. El movimiento del extremo libre (cerrado) mide

la presión interior y provoca el movimiento de la aguja.

El principio fundamental de que el movimiento del tubo es proporcional a la

presión fue propuesto por el inventor francés Eugene Burdon en el siglo XIX.

Los manómetros Burdon se utilizan tanto para presiones manométricas queoscilan entre 0-1 Kg/cm2 como entre 0-10000 Kg/cm2 y también para vacío.

Las aproximaciones pueden ser del 0.1 al 2% de la totalidad de la escala,

según el material, el diseño y la precisión de las piezas.

El elemento sensible del manómetro puede adoptar numerosas formas. Las

más corrientes son las de tubo en C, espiral y helicoidal.

El tubo en C es simple y consistente y muy utilizado con esferas indicadoras

circulares. También se emplea mucho en algunos indicadores eléctricos de

presión, en los que es permisible o deseable un pequeño movimiento de la

aguja. El campo de aplicación es de unos 1500 Kg/cm2 .

Las formas espiral y helicoidal se utilizan en instrumentos de control y registro

con un movimiento más amplio de la aguja o para menores esfuerzos en las

paredes. Los elementos en espiral permiten un campo de medición de 0.300

Kg/cm2 , y los helicoidales hasta 10000 kg/cm2.

A menudo se prefiere el tubo torcido, consistente y compacto, especialmente

para los indicadores eléctricos de presión.

Los tubos Burdon se presentan en una serie de aleaciones de cobre y en

aceros inoxidables al cromo níquel. En ciertos aspectos las aleaciones de

cobre dan mejor resultado, pero los aceros inoxidables ofrecen mayor

resistencia a la corrosión. También se utilizan tubos de aleación hierro-níquel,


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debido a que tienen un coeficiente de dilatación muy pequeño, que hace que la

lectura d la presión no esté influida por la temperatura del instrumento. Los

instrumentos mecánicos y neumáticos con elementos Burdon permiten una

aproximación del 0.5% de la escala. Si se precisa mayor exactitud se emplean

indicadores eléctricos. Los manómetros Burdon miden la diferencia entre la

presión interior y la exterior del tubo. Como la presión exterior suele ser la

atmosférica, el manómetro indica la diferencia existente entre la presión medida

y la presión atmosférica, es decir la presión manométrica.

El manómetro Burdon es el instrumento industrial de medición de presiones

más generalizado, debido a su bajo costo, su suficiente aproximación y su

duración.

MANOMETRO DE COLUMNA DE LÍQUIDO

Doble columna líquida utilizada para medir la diferencia entre las presiones de

dos fluidos. El manómetro de columna de líquido es el patrón base para la

medición de pequeñas diferencias de presión.

Las dos variedades principales son el manómetro de tubo de vidrio, para la

simple indicación de la diferencia de las presiones, y le manómetro de mercurio

con recipiente metálico, utilizado para regular o registrar una diferencia de

presión o una corriente de un líquido.

Los tres tipos básicos de manómetro de tubo de vidrio son el de tubo en U , los

de tintero y los de tubo inclinado, que pueden medir el vacío o la presión

manométrica dejando una rama abierta a la atmósfera.

MANOMETRO DE TUBO DE U

Si cada rama del manómetro se conecta a distintas fuentes de presión, el nivel

del líquido aumentara en la rama a menor presión y disminuirá en la otra. La

diferencia entre los niveles es función de las presiones aplicadas y del peso

específico del líquido del instrumento. El área de la sección de los tubos no

influyen en la diferencia de niveles. Normalmente se fija entre las dos ramas

una escala graduada para facilitar las medidas.


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Los tubos en U del micro manómetros se hacen con tubos en U de vidrio

calibrado de precisión, un flotador metálico en una de las ramas y un carrete de

inducción para señalar la posición del flotador. Un indicador electrónico

potencio métrico puede señalar cambios de presión hasta de 0.01 mm de

columna de agua. Estos aparatos se usan solo como patrones de laboratorio.

MANOMETRO DE TINTERO

Una de las ramas de este tipo de manómetro tiene un diámetro manómetro

relativamente pequeño; la otra es un depósito. El área de la sección recta del

depósito puede ser hasta 1500 veces mayor que la de la rema manómetro, con

lo que el nivel del depósito no oscila de manera apreciable con la manómetro

de la presión. Cuando se produce un pequeño desnivel en el depósito, secompensa mediante ajustes de la escala de la rama manómetro. Entonces las

lecturas de la presión diferencial o manométrica pueden efectuarse

directamente en la escala manómetro. Los barómetros de mercurio se hacen

generalmente del tipo de tintero.


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MANOMETRO DE TUBO INCLINADO

Se usa para presiones manométricas inferiores a 250mm de columna de agua.

La rama larga de un manómetro de tintero se inclina con respecto a la vertical

para alargar la escala. También se usan manómetros de tubo en U con las dos

ramas inclinadas para medir diferenciales de presión muy pequeñas.

Si bien los manómetros de tubo de vidrio son precisos y seguros, no producen

un movimiento mecánico que pueda gobernar aparatos de registro y de

regulación. Para esta aplicación de usan manómetros de mercurio del tipo de

campana, de flotador, o de diafragma.

Los manómetros de tubo en U y los de depósito tienen una aproximación del

orden de 1mm en la columna de agua, mientras que el de tubo inclinado, con

su columna más larga aprecia hasta 0.25mm de columna de agua. Esta

precisión depende de la habilidad del observador y de la limpieza del líquido y

el tubo.


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RANGO DE PRESIONES

Las presiones pueden variar entre 10-8 y 10-2 mm de mercurio de presión

absoluta en aplicaciones de alto vacío, hasta miles de atmósferas en prensas y

controles hidráulicos. Con fines experimentales se han obtenido presiones del

orden de millones de atmósferas, y la fabricación de diamantes artificiales exige

presiones de unas 70.000 atmósferas, además de temperaturas próximas a los

3.000 °C.

En la atmósfera, el peso cada vez menor de la columna de aire a medida que

aumenta la altitud hace que disminuya la presión atmosférica local. Así, la

presión baja desde su valor de 101.325 Pa al nivel del mar hasta unos 2.350

Pa a 10.700 m (35.000 pies, una altitud de vuelo típica de un reactor).

Por 'presión parcial' se entiende la presión efectiva que ejerce un componente

gaseoso determinado en una mezcla de gases. La presión atmosférica total es

la suma de las presiones parciales de sus componentes (oxígeno, nitrógeno,

dióxido de carbono y gases nobles).

ALGUNAS APLICACIONES COTIDIANAS DEL MANOMETRO

El manómetro en el buceo:

El manómetro es de vital importancia para el buceador por que le permite

conocer cuánto aire le resta en el tanque (multiplicando el volumen del tanque

por la presión), durante una inmersión y determinar entonces si debe

continuarla o no.

Se conecta, mediante un tubo de alta presión o latiguillo, a una toma de alta

presión (HP). Normalmente, indica la presión mediante una aguja que se

mueve en una esfera graduada, en la que acostumbra a marcarse en color rojo

la zona comprendida entre las 0 y las 50 atmósferas, denominada reserva.

La manometría en la medicina:

En las mediciones se utiliza la manometría para realizar mediciones de

actividades musculares internas a través de registros hidroneumocapilares, por

ejemplo la manometría anorectal o la manometría esofágica.


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En la industria del frigorífico:

Para mantener controlada la presión del líquido refrigerante que pasa por la

bomba.

BIBLIOGRAFIA

Medición de Presión. Manómetro de tubo Inclinado.

http://www.slideshare.net/ilianareyes501/medicin-de-presin

Fundamentos de la Mecánica de Fluidos. Munson, Young, Okiishi.

http://pro-estudio.tumblr.com/post/94501279093/fundamentos-de-mecanica-de-

fluidosmunson
http://www.slideshare.net/ilianareyes501/medicin-de-presinhttp://www.slideshare.net/ilianareyes501/medicin-de-presinhttp://pro-estudio.tumblr.com/post/94501279093/fundamentos-de-mecanica-de-fluidosmunsonhttp://pro-estudio.tumblr.com/post/94501279093/fundamentos-de-mecanica-de-fluidosmunsonhttp://pro-estudio.tumblr.com/post/94501279093/fundamentos-de-mecanica-de-fluidosmunsonhttp://pro-estudio.tumblr.com/post/94501279093/fundamentos-de-mecanica-de-fluidosmunsonhttp://pro-estudio.tumblr.com/post/94501279093/fundamentos-de-mecanica-de-fluidosmunsonhttp://www.slideshare.net/ilianareyes501/medicin-de-presin

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