Trabajo ColaborativoNo.2 Guia No.2 I-2014 (1)

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA GUÍA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208007 –INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

GUÍA COMPONENTE PRÁCTICO

208007 – INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL

Trabajo Colaborativo No.2

PRACTICA No. 02 – Medida de Presión

CARLOS ALBERTO VERA ROMERO

Director Nacional del Curso Académico

PAMPLONA- NORTE DE SANTANDER –COLOMBIA

Actualizado, 2014


PRACTICA No. 02 – Medida de Presión

Tipo de practica

Presencial x Autodirigida x Remota x

Otra ¿Cuál

Porcentaje de evaluación 10%

Horas de la practica 3 hrs

Temáticas de la práctica Definición depresión, medidas de presión, elementos utilizados para medir presión.

Intencionalidades formativas

Propósito(s): Interpretar adecuadamente la

obtención de las medidas de presión utilizando

diferentes instrumentos para su medición.

Objetivo(s): Comprender el funcionamiento y

utilización de los instrumentos como los

manometros.

Metas: Al finalizar la práctica de las características

de los instrumentos de medición de presión el

estudiante estará en capacidad de reconocer la

importancia de los mismos y las características de

medida en la industria.

Competencias: Comprender el funcionamiento de

los dispositivos de medición de presión


Fundamentación Teórica ¿Qué es la Presión? Una de las formas más sencillas de definir la presión es

imaginándose un gas encerrado en un recipiente. Las moléculas del gas chocan

continuamente con las paredes, generando fuerzas. Si se toma una pared del recipiente,

se cuantifica la fuerza que actúa en forma perpendicular sobre la misma en un instante

dado y se divide por el área superficial de la pared, se obtiene lo que se conoce como

presión. Entonces la presión puede definirse como la fuerza normal que ejerce una

sustancia sobre una superficie por unidad de área de la misma.

Unidades. La presión suele expresarse en el SI en pascales (Pa), siendo un pascal

equivalente a un newton por metro cuadrado (N/m2). En el sistema inglés, la presión se

expresa en libra fuerza por pulgada cuadrada o libra fuerza por pie cuadrado, que por lo

regular se abrevian psi y psf, respectivamente.

Cambio de la presión con la profundidad. Todos los puntos dentro de un fluido

continuo con la misma cota, están sometidos a la misma presión. Sin embargo, la presión

aumenta con la profundidad, debido a la fuerza de gravedad (peso del fluido). Casos muy

conocidos son el aumento de la presión con la profundidad en una piscina o un lago y el

cambio de la presión de la atmósfera con la altitud. El cambio de la presión con la altura

entre dos puntos con distinta cota está expresado en la ecuación de la hidrostática, la cual

establece que ΔP = γ∙h, donde ΔP es el incremento de presión, γ el peso específico del

fluido y h es la distancia vertical entre los puntos. En los gases, debido a que su peso

específico es bajo, suele despreciarse la variación de presión con la altura, sobre todo

cuando se trabaja con sistemas de altura limitada, como son la mayoría de los casos de

interés. Por lo tanto, la presión en un recipiente que contiene un gas puede considerarse

uniforme.

Presión Absoluta y Manométrica: A la presión real en un punto determinado de un

sistema se le llama presión absoluta, debido a que se mide respecto al cero absoluto de

presión. Es necesario utilizar el adjetivo absoluta, debido a que la mayoría de los

dispositivos usados para medir experimentalmente la presión indican lo que se conoce

como presión manométrica. Una presión manométrica es la diferencia entre la presión

absoluta del fluido y la presión atmosférica. Esto es:

PMAN = PABS – PATM o PABS = PMAN + PATM

Medición de la Presión: El conjunto de técnicas y procedimientos existentes para medir

la presión de un fluido recibe el nombre de manometría y los instrumentos usados para

medir la presión son conocidos como manómetros. Uno de los instrumentos usados para

medir presión es el barómetro, el cual permite medir la presión atmosférica, también

conocida, debido a esto, como presión barométrica o lectura barométrica. La presión


atmosférica varía con la altitud y con las condiciones climáticas. Por ello, a la presión

atmosférica en un determinado lugar de la tierra se le llama presión atmosférica local.

Uno de los dispositivos más usados para medir presión en el Manómetro de Bourdon, que

consta de un tubo de volumen pequeño que forma un arco circular y que se fija en un

extremo, en tanto que permanece suelto en el otro, para permitir su desplazamiento.

Observe la figura adjunta. El fluido de presión desconocida puede ingresar en este tubo,

por lo que un aumento de su presión provoca la reducción de la curvatura del arco, el

desplazamiento del extremo móvil del tubo y, por último, el movimiento de la aguja

indicadora, a través de una serie de articulaciones y engranajes. Esta aguja gira sobre

una escala calibrada que proporciona una indicación mecánica de la presión. Entre sus

ventajas están la precisión y un amplio rango de empleo y entre sus desventajas, la

complejidad y el costo.

http://www.sapiensman.com/ESDictionary/imagenes/Bourdon.jpg

Figura 2. 1 Manómetro de Bourdon

La forma más tradicional de medir presión de manera precisa utiliza un tubo de vidrio en

forma de "U", donde se deposita una cantidad de líquido de densidad conocida. Este tipo

de manómetro se utiliza para medir la presión en términos de la altura de una columna de

líquido. Si un extremo del manómetro se somete a una presión mientras el otro está

sometido a la presión atmosférica, se originará una diferencia de cota entre los niveles del

líquido a ambos lados del tubo en “U”, pudiendo establecerse, a través de la ecuación de

la hidrostática, que la diferencia entre las presiones de ambos extremos es igual al

producto entre el peso específico del fluido usado por el manómetro y la diferencia de cota

entre los niveles del líquido a ambos extremos del tubo.

Descripción de la práctica Identificación y registro de las características de los instrumentos de medición de presión.

(1) Tubo de Bourdon

(2) Soporte fijo del tubo

(3) Extremo móvil del tubo

(4) Corredera

(5) Biela

(6) Engranaje

(7) Aguja indicadora

(8) Escala calibrada

http://www.sapiensman.com/ESDictionary/imagenes/Bourdon.jpg


Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Banco Calibrador a Pesas Manómetro de Bourdon Calderín

Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el

desarrollo de la práctica Word para el desarrollo del informe, Excel para tablas y gráficas. Si en tu centro no existe

los materiales y equipos necesarios para las practicas pueden utilizar Simulink de Matlab

o LabView y simular las diferentes prácticas, las mismas deberán ser entregadas tipo

informe, paso a paso y enviar los archivos adjuntos de las mimas o sea los punto *.m

*.mdl ó *.vi, etc.

Links de descargas:

- Labview: (Prueba Gratis de 30 Días) http://www.ni.com/trylabview/esa/ - Cmaptools: http://www.eduteka.org/Cmap1.php - Manual de Cmaptools:

http://cursa.ihmc.us/servlet/SBReadResourceServlet?rid=1172355443484_1009571610_10949

- Matlab (Free MATLAB & Simulink Student Version Technical Kit) http://www.mathworks.com/academia/student_version/technical_kit.html

Seguridad Industrial Recuerda: Ante cualquier duda, consulta con el profesor.

Infórmate Familiarízate con los elementos de seguridad del laboratorio (extintores, lavaojos,

duchas, salidas, etc.). Lee atentamente las instrucciones antes de hacer un experimento. No olvides leer

las etiquetas de seguridad de reactivos y aparatos. Protección de los ojos

Utiliza las gafas de seguridad. No uses lentillas.

Vestimenta

Lleva guantes, bata y gafas de protección. Cuidado con los tejidos sintéticos. Usa batas de algodón.

Normas generales

Está prohibido fumar, comer o beber en el laboratorio.

Lávate las manos antes de dejar el laboratorio.

Trabaja con orden, limpieza y sin prisas.

Si se derrama un producto, recógelo inmediatamente.

Deja siempre el material limpio y ordenado.

Está terminantemente prohibido hacer experimentos no autorizados.

http://www.ni.com/trylabview/esa/

http://www.eduteka.org/Cmap1.php



http://www.mathworks.com/academia/student_version/technical_kit.html


No utilices nunca un equipo o aparato sin conocer perfectamente su funcionamiento. Manipulación del vidrio

Protege tus manos al introducir los tubos de vidrio en los tapones. Atención: el vidrio caliente no se distingue del frío. No uses vidrio agrietado.

Productos químicos

No utilices ningún frasco de reactivos al que le falte la etiqueta. No huelas, inhales, pruebes o toques los productos químicos. No pipetees nunca con la boca. Utiliza las vitrinas extractoras para manipular productos volátiles. Ponte guantes y lávate las manos a menudo, si usas productos tóxicos o

corrosivos. No acerques envases de reactivos a una llama. No calientes en el mechero líquidos inflamables. Cierra siempre el mechero Bunsen cuando no lo utilices. Transporta las botellas cogidas del fondo, nunca de la boca.

Eliminación de residuos

Deposita en contenedores especiales y debidamente señalizados: el vidrio roto. los reactivos tóxicos, nocivos o dañinos para el medio ambiente. los residuos biológicos.

En ningún caso se arrojarán residuos sólidos al fregadero.

En caso de accidente, avisa inmediatamente al tutor o docente.

Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica. El estudiante deberá revisar y comprender y entender los siguientes conceptos: Mediciones de Presión y diferentes instrumentos industriales de medición de presión. Forma de trabajo: Trabajo individual, se entrega informe de valoración al tutor. Procedimiento:

a) Usando el Banco Calibrador a Pesas: Antes de instalar el manómetro de Bourdon en el banco, debe purgarse el mismo, es decir, expulsar el aire contenido en el sistema hidráulico del equipo. Para ello, tape con la palma de la mano el aro porta-manómetro, gire la válvula del depósito de aceite en sentido antihorario (dos vueltas), extraiga totalmente el volante, cierre la válvula, quite la palma de la mano del aro porta-manómetro y gire el volante en sentido horario (no más de tres vueltas) hasta que el aceite salga por el aro porta-manómetro. Ahora se procede a instalar el manómetro, si la aguja indicadora se desplaza, es necesario abrir y cerrar la válvula del depósito para dejar salir el excedente de aire. Para tomar la primera lectura, proceda a colocar en el platillo porta-pesas un peso que ejerza una presión nominal adecuada al rango


de presiones del manómetro y gire el volante en sentido horario en forma lenta y uniforme hasta elevar el platillo porta-pesas entre las marcas de referencia del banco. En este momento puede leerse un valor de presión en el manómetro y puede calcular el error absoluto, el error relativo, y el porcentaje de error, de la siguiente manera para cada calculo:

- Error absoluto:

- Error relativo:

- Porcentaje de error:

Para realizar más pruebas es necesario abrir la válvula del depósito de aceite, extraer

el volante, incrementar la presión nominal colocando un mayor peso y repetir el

procedimiento ya señalado, calculando para cada medición el porcentaje de error.

(el procedimiento puede variar dependiendo de los instrumentos de medición que se

posean en el laboratorio o en la empresa en donde se realice la experiencia )

Figura 2. 2 Calibrador a Pesas para manómetros

Imagen tomada de http://www.tecnoedu.com/Armfield/img/F4.jpg

Aro Porta-

manómetro

Volante

Porta pesas

Pesas

Adicionales

Válvula

del Aceite

http://www.tecnoedu.com/Armfield/img/F4.jpg


b) Usando el calderín: Para hallar el porcentaje de error del manómetro de Bourdon ubicado en el calderín, se cierra la válvula de escape del vapor después que se ha calentado suficientemente el calderín. Cuando la presión indicada por el manómetro es 0.1 bar, se leen las alturas h1 y h2 del manómetro de tubo en “U” con mercurio. Con estas alturas y el peso específico del mercurio puede hallarse, usando la ecuación de la hidrostática, la presión nominal. Debe continuarse el procedimiento para presiones del manómetro de Bourdon de 0.2, 0.3, 0.4 y 0.5 bar. Para cada una de las mediciones se debe calcular el porcentaje de error del manómetro de Bourdon. Si el manómetro instalado en el calderín permite medir también presiones de vacío (manométricas negativas), deje escapar un poco de vapor e introduzca el calderín en un recipiente con agua para obtener del manómetro (en este caso vacuómetro) una presión de vacío. Registre los valores de h1 y h2 y calcule el porcentaje de error del vacuómetro.

Figura 2. 3 Calderín y Manómetro de Tubo en “U”

Imágenes tomadas de http://pinturas-online-ditega.com/262-420-thickbox/calderin-presion-at40a.jpg y

http://www.3bscientific.es/imagelibrary/U8410450/U8410450_01_Manometro-de-tubo-en-U.jpg

http://pinturas-online-ditega.com/262-420-thickbox/calderin-presion-at40a.jpg

http://www.3bscientific.es/imagelibrary/U8410450/U8410450_01_Manometro-de-tubo-en-U.jpg


Tabla 2. 1 Datos para el Banco Calibrador a Pesas

PNOMINAL( ) PMANÓMETRO( )

Tabla 2. 2 Datos para el Calderín

PMANÓMETRO( ) h1( ) h2( )

(Recuerde que: el procedimiento puede variar dependiendo de los instrumentos de

medición que se posean en el laboratorio o en la empresa en donde se realice la

experiencia )

1. Procesamiento de los Datos Con los datos tomados durante la práctica el estudiante deberá:

a) Determinar el porcentaje de error de los dos manómetros usados en el banco calibrador y en el calderín, para diferentes valores de presión nominal.

b) Construir la curva de calibración de los manómetros (PNOMINAL vs PMANÓMETRO) de acuerdo a los porcentajes de error calculados en ambas pruebas.

c) Establecer conclusiones respecto a la utilidad de construir la curva de calibración de un manómetro.

d) Investigue sobre las condiciones en las cuales un manómetro no es confiable y deberá ser desechado.

e) Investigue sobre el vacío y sus aplicaciones.


Sistema de Evaluación Informe escrito en Word

Informe o productos a entregar El estudiante entregará al tutor o docente lo siguiente: a. El cuestionario resuelto. b. Los datos obtenidos durante la práctica. c. Conclusiones y recomendaciones. d. Formato en Word con el informe, el informe debe contener: 1. Portada: donde va los nombres de los integrantes y grupo, etc... (1 hoja) 2. Introducción: presentación del trabajo, (2 hojas máximo) 3. Contenidos: De la parte uno, la caracterización de los instrumentos de medida de presión utilizados en la práctica y de la parte 2 la consulta Datos para el Banco Calibrador a Pesas y Datos para el Calderín. (Hojas libres o sea la cantidad necesaria) – En caso de utilizar otros equipos o instrumentos, favor incluirlos y realizar el procedimiento acorde a la utilización de los mismos. 4. Conclusiones: Opiniones sobre el contenido y sobre el desarrollo del trabajo (Máximo 2 hojas) 5. Bibliografía: Referencias de acuerdo con las normas APA De los 5 informes individuales se debe elegir el más completa o mejor, la decisión la deben hacerse dentro del grupo colaborativo al que pertenecen. La letra a utilizar en todo el documento es Arial 12 a espacio sencillo, con márgenes en todos los lados a 3 cms. Formato del archivo: 1. Los archivos deben adjuntarse a través de este foro en el tema creado para ello por el tutor del curso. 2. El aporte individual debe subirlo en el foro de trabajo colaborativo con el nombre Practica_individual_nombre_apellido_número_grupo_aporte_No. Por ejemplo si su nombre es Belcy Jaimes y su grupo es 07, y da un aporte el nombre de su archivo se debe llamar: aporte_individual_belcy_jaimes_07_Aporte_No.1 sin usar caracteres especiales como tildes o puntos. 3. El archivo final debe tener subirlo en el espacio creado para tal fin con el nombre: Trabajo_final_Grupo_No. Por ejemplo, si su grupo es el 07 el nombre del archivo se debe llamar Trabajo_ final_Grupo_07. 4. (El archivo se entrega en documento Word). En caso de que ocupe demasiado espacio puede ser comprimido en archivo tipo rar, guardando el mismo nombre). Es importante tener en cuenta que la tarea debe entregarse haciendo clic en responder dentro del tema que creará su tutor en este foro. Debe subir la tarea en la fecha estipulada, no se recibirán trabajos extemporáneos o al correo personal del tutor. Si lo hace su calificación será de cero punto cero (0.0) Recuerda que tu participación activa y constructiva en el foro dará cuenta a tu tutor del compromiso que has asumido con tu proceso de formación.


Rúbrica de evaluación

Ítem Evaluado Valoración Baja Valoración Media Valoración Alta Máximo

Puntaje

Participación

individual del

estudiante en el

desarrollo de la

actividad del

trabajo

colaborativo No.2.

El estudiante

nunca participó en

el foro del trabajo

colaborativo No.2

(Puntos = 0)

El estudiante

participó en el foro

de trabajo

colaborativo tan

solo con 2 aporte.

(Puntos = 5)

El estudiante

participó de

manera pertinente

con la actividad en

el foro de trabajo

colaborativo No.2.

Entrega más de un

aporte pertinente y

oportunamente

para dar solución a

PRÁCTICA No. 02.

(Puntos = 10)

10

Espacio de

entrega de aporte

individual

No entrega el

documento en foro

creado para tal fin

(Puntos = 0).

--------

Entrega el aporte

individual para el

trabajo

colaborativo en el

foro

correspondiente.

(Puntos = 3)

3

Nombres de los

archivos o

documentos como

aporte individual

Entrega

documentos pero

no con el nombre

correcto. (Puntos

= 0)

--------

Entrega aportes

individuales con el

nombre correcto.

(Puntos = 3)

3

Construcción

Documento final

No colabora en el

proceso de

construcción del

documento final.

(Puntos = 0)

--------

Participa

activamente en la

construcción del

informe final.

(Puntos = 3)

3

No Entregan

portada. (Puntos =

0)

Entregan portada

pero faltan

elementos.

(Puntos = 1)

Entregan portada

con todos los

datos. (Puntos =

2)

2

No entrega

Introducción.

(Puntos = 0)

Entrega

introducción pero

esta no se articula

con el desarrollo

del informe.

Entrega

Introducción

articulada de forma

adecuada al

desarrollo de la

2


Estructura del

informe final.

(Puntos = 1) práctica. (Puntos

= 2)

No entrega el

desarrollo de las

actividades

previstas en la

guía. (Puntos = 0)

Entrega tan solo

una parte de lo

solicitado en la

guía de

actividades.

(Puntos = 5)

El documento

entregado refleja el

desarrollo de la

caracterización de

los instrumentos

de medida de

presión utilizados

en la práctica y de

la consulta de

datos para el

banco calibrador a

pesas y datos para

el Calderín.

(Puntos =10)

10

No entrega grafico

explicativos en el

documento.

(Puntos = 0)

Entrega gráficos

pero no son

explicados(Puntos

=1.5)

Los gráficos

entregados

corresponden con

el desarrollo de la

actividad, son

explicados de

forma correcta.

(Puntos =3)

3

No entrega

Conclusiones.

(Puntos = 0)

Entrega

conclusiones pero

no se articula con

el desarrollo del

documento.

(Puntos =0.5)

Las conclusiones

corresponden al

resumen y síntesis

del desarrollo en la

práctica. (Puntos

= 1)

1

No entrega

Bibliografía.

(Puntos = 0)

Entrega

Bibliografía al final

del documento,

pero esta no se

articula con el

texto entregado.

(Puntos =0.5)

La bibliografía se

articula de forma

adecuada en el

texto según norma

APA. (Puntos = 1)

1

Presentación del

Desarrollo del

Cuestionario.

El documento no

cumple con las

especificaciones

solicitadas.

Puntos = 0)

El documento no

cumple con la

totalidad de las

especificaciones

solicitadas, está

incompleto.

El contenido

entregado da

respuesta a las

preguntas del

cuestionario

solicitado. (Puntos

4


(Puntos = 2) = 4)

Redacción y

ortografía

El documento

presenta

deficiencia en

redacción y errores

ortográficos.

(Puntos =0)

Se encuentran al

menos 5 errores

de ortografía. El

documento final

entregado

presenta una

regular redacción.

(Puntos= 1.5)

La redacción es

excelente, las

ideas están

correlacionadas y

el cuerpo del texto

es coherente en su

totalidad. No

existen errores

ortográficos.

(Puntos=3)

3

Fines de la

practica

El trabajo

presentado no da

respuesta en su

contenido a la

información

solicitada.

(Puntos = 0)

El trabajo cumple

en parte con la

actividad

propuesta.

(Puntos = 1)

Se cumplió con los

objetivos del

trabajo de manera

satisfactoria,

entrega

cuestionario

resuelto y los

datos obtenidos de

la práctica.

(Puntos = 2)

2

Espacio de

entrega

No entrega el

documento en foro

creado para tal fin

(Puntos = 0).

--------

Entrega el informe

colaborativo en el

foro

correspondiente.

(Puntos =1)

1

Nombre del

documento final

para el trabajo

colaborativo No.1

Entrega

documento pero

no con el nombre

correcto. (Puntos

= 0)

--------

Entrega

documento final

colaborativo con

el nombre correcto.

(Puntos = 1)

1

Formato del

documento

Entrega

documento pero

no con el formato

correcto. (Puntos

= 0)

--------

Entrega

documento final

individual con el

nombre correcto.

(Puntos = 1)

1

TOTAL 50

Información tomada de internet y pegada como documento sin ser resumida o sintetizada NO es aporte.

Retroalimentación Fecha según agenda


Recuerde que: De acuerdo con el “capítulo XI del régimen disciplinario del reglamento estudiantil de

la UNAD en su artículo 76 de la falta de lo estudiantes, se consideran falta de los estudiantes, entre

otras, ítem f) Hacer fraude en cualquiera de las pruebas o actividades académicas”, es de recordar

que eso incluye el préstamo y copia de trabajos de semestres anteriores e inclusive copia de

documentos no referenciados escritos por los estudiantes de otros grupos. Por tal motivo basado en

lo anterior trabajos iguales serán anulados y se pondrá la calificación de cero.cero (0.0)

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