LT Presiones Zurita

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

LABORATORIO DE TERMODINÁMICA

PRÁCTICA # 2MEDICIÓN DE PRESIONES Y CALIBRACIÓN DE MANÓMETROS

DATOS GENERALESPeríodo: 2015-BGrupo de laboratorio: GR5Nombre: Zurita Yugs Kevin Javier Fecha de realización: 21/10/2015

DATOS MEDIDOS

1. Estado inicial del manómetro

Estado InicialP.

Real P. Manométrica[psig] [psig]

10 20200 90400 250600 400800 550

1000 7001200 8701400 10201600 11801800 13402000 14902000 14901800 13201600 11701400 10201200 8701000 720800 550600 400400 250200 90

10 20

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2. Estado final del manómetro

Estado InicialP.

Real P. Manométrica[psig] [psig]

10 0200 180400 380600 550800 780

1000 9801200 11901400 13801600 15901800 17802000 18202000 18201800 16501600 14701400 12801200 11101000 920800 780600 540400 350200 19010 0

3.- Medición de presión barométrica (Empleando la bomba de vacío)

Equipo Unidades Presión medida

Manómetro del equipo de refrigeración (azul)lb

¿210,5

Columna de Mercurio Meriam, unidad1 in H2O 292

Columna de Mercurio Meriam, unidad2lb

¿210,52

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INFORME

1. Definir en sus palabras:

a. Presión manométrica: Es la diferencia entre la presión absoluta y la presión barométrica o atmosférica, Es la presión medida respecto a la atmosfera

b. Presión absoluta: Es la presión real en una determinada posición y es la suma de la presión manométrica y presión atmosférica

c. Transductor de presión: Son sensores que convierten el efecto de presión a otro tipo de efecto como cambio de resistencia, voltaje, etc.

d. Válvula de alivio: Elemento que permite regular la presión si está excede el valor calibrado.

2. Explique el funcionamiento de un presostato. Incluya un esquema.Es un aparato que dependiendo de la lectura de presión de un fluido o gas puede abrir o cerrar un circuito eléctrico con la ayuda de un resorte y un pistón, en donde el primero empuja al segundo cuando la presión disminuye.

Figura 1.Diagrama de un presostato. Tomado de http://www.estrucplan.com.ar/Boletines/0798/asp_02.jpg

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3. Explique por qué razón(es) considera usted que el manómetro diferencial colocado en la caja de aire del compresor del laboratorio y del motor diésel, emplean agua como fluido de trabajo y son inclinados y no en U.Debido a que el agua brindara una mayor exactitud de medida gracias a que se necesita más variación de posición debido a una presión que el mercurio, y debido a que se quiere medir presión de un fluido compresible el cuál presenta gradientes de presión muy pequeños, el agua es una buena opción. Son inclinados los manómetros debido a que si son en U la presión del agua provocaría que el fluido compresible se desplace del tubo en U y no se pueda efectuar la medición.

4. Consulte que es una placa orificio, indique qué nos permite medir y el principio físico que emplea.La placa orificio consiste en una placa perforada de medición de flujo más sencillo que está ubicada en el interior de una tubería, esta posee dos tomas de presión, una en la parte anterior y la otra en la posterior de la placa las cuales se las conecta a un manómetro de presión diferencial.

El orificio de la placa puede ser concéntrico, excéntrico o segmental, siendo el concéntrico el más utilizado.

Según la norma ISO 5167, que permite calcular el caudal a través de un orificio concéntrico se determina mediante la ecuación:

Q=Cd A√2g ∆P

Donde:

Q= caudal (m3

s)

Cd= coeficiente de descarga

g= gravedad

∆ P= caída de presión en el orificio

A= superficie del orificio

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Figura 2: Placa Orificio con orificios piezométricos tomado de http://depa.fquim.unam.mx/IQ/iq/orificio.jpg

5. Calcule la presión de Quito en base a su ubicación geográfica, presentar la respuesta en [psi, mmHg, kPa, atm, mH2O, bar y kg/cm2]:

Latitud 0°12’36,38’’S

Longitud 78°29’23,12’’O

Altitud 2835msnm.

psi mmHg kPa atm mH2O bar Kg/cm2

Presión 10,38 536,98 71,6 0,71 7,3 0,72 0,73

6. Calcular los errores relativos y absolutos de la medición de la presión barométrica realizada en el laboratorio (bomba de vacío), tome como valores reales los resultados del literal 5. (Trabaje en kPa)

Columna de Mercurio Meriam:

Presión Medida = 10,52 psi

Presión Real = 10,38 psi

Error Absoluto = │Presión real – Presión Medida │ = │10,38 – 10,52│= 0,14

Error Relativo = (Error Absoluto / Presión Real) * 100% = (0,12 / 10,38) * 100%

Error Relativo = 1,349 %

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Manómetro del equipo de refrigeración (azul):

Presión Medida = 10,5 psi

Presión Real = 10,38 psi

Error Absoluto = │Presión real – Presión Medida │ = │10,38 – 10,5│= 0,12

Error Relativo = (Error Absoluto / Presión Real) * 100% = (0,12 / 10,38) * 100%

Error Relativo = 1,156 %

7. Realizar las curvas de Pmedida vs Preal para los estados inicial y final del manómetro usado en la práctica. (Use solo los datos de carga. Presente las dos curvas en un mismo gráfico para poder comparar)

Estado Inicial

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Estado Final

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8. Según la norma ASME B40.1 (Accuracy for Pressure Indicating Dial Type, Elastic Element Gauges) indique que grado (grade) de calibración se logró al final de la práctica (4A, 3A, 2A, 1A, A, B)

Se logro grado 4A debido a que el error es menor a 0,25 y esta en el rango de 0,1

9. Los manómetros de refrigeración vistos en el laboratorio (también el azul conectado a la bomba de vacío) presentaban una o varias escalas de temperatura. Explique que nos indica el valor de temperatura y porqué es de utilidad.

Debido a que la presión disminuye con la caída de temperatura, es necesario determinar a que temperatura se efectuó la medida de un fluido. Es por esto que es de mucha utilidad tener una escala de temperatura en los manómetros de refrigeración

ANÁLISIS DE RESULTADOS

El manómetro según las gráficas presión medida vs. presión real presenta un problema de encerado y una pendiente diferente a 45° por lo que se debe

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utilizar el tornillo frontal para encerar el manómetro y el tornillo posterior para amplificar la pendiente

La columna de mercurio tiene una lectura de 10,52 psi la cual presenta un error relativo del 1,349 % en comparación a los datos reales.

La bomba de vacío tiene una lectura de 10,5 psi la cual presenta un error relativo de 1,156% en comparación a los datos reales.

El manómetro en el estado inicial presenta mediciones incorrectas por lo que no esta calibrado y se debe proceder a su encerado y

En el estado final del manómetro presenta una presión de 10 cuando la presión real es 0 por lo que se encuentra la curva desplazada

CONCLUSIONES

El manómetro en el estado final se puede ver que no está calibrado porque su recta no parte del origen y no tiene un ángulo de 45°.

Las bombas de vacío no generan presiones negativas, extraen las moléculas de aire y son mucho más caras si se necesita mayores presiones de vacío.

El mercurio al tener una alta densidad permite calcular grandes presiones en un manómetro con alturas relativamente pequeñas a diferencia de otros líquidos que solo pueden medir presiones pequeñas debido a su baja densidad.

Las aplicaciones de las presiones de vacío son demasiadas como en los ciclos de refrigeración, circuitos integrados, también en la industria de alimentos, automotriz, etc.

La columna de mercurio presenta un error relativo mucho menor a la bomba de vacío.

La glicerina, las trampas de sifón invertido y rabo de cochino protegen y prolongan la vida útil del manómetro.

BIBLIOGRAFÍA

Çengel, Y. A., & Boles, M. A. (2003). Termodinámica (p. 21-32). México: McGraw-Hill. Çengel Yunus, A., & Cimbala John, M. (2006). Mecánica de fluidos. México: McGraw-

Hill. Dauughtridge Sales. http://www.dascosales.com/pressure-gauge-accuracy.php

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