Calibracion y Contrastacion de Lmanometro - Copia

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTA FA CULTAD D DE INGENIERI INGENIERIA A MECANICA Y ENERGIA

CONTRASTACION Y CALIBRACION DE MANOMETROS Alumnos: PEÑA ORTIZ, MIGUEL ENRIQUE MOSQUERA PEREZ, MICHEL

I.

Introducción:

El control de la presión en los procesos industriales da condiciones de operación seguras. Cualquier recipiente o tubería posee cierta presión máxima de operación y de segur segurida idad d varian variando do este, este, de acuerd acuerdo o con el materi material al y la constr construcc ucción ión.. Las presi presione ones s exces excesiva ivas s no solo solo pueden pueden provo provocar car la destru destrucci cción ón del equipo equipo,, si no también puede provocar la destrucción del equipo adyacente y ponen al personal en situ situac acio ione nes s peli peligr gros osas as,, part partic icul ular arme ment nte e cuan cuando do está están n impl implíc ícit itas as,, fuid fuidos os infamables infamables o corros corrosivos. ivos. ara tales tales aplicacio aplicaciones, nes, las lecturas lecturas absolutas absolutas de gran precisión con !recuencia son tan importantes como lo es la seguridad extrema. or otro lado, la presión puede llegar a tener e!ectos directos o indirectos en el valor de las variables del proceso "como la composición de una me#cla en el proceso de destilación$. En tales casos, su valor absoluto medio o controlado con precisión de gran importancia ya que a!ectaría la pure#a de los productos poniéndolos !uera de especi%cación. La presión puede de%nirse como una !uer#a por unidad de área o super%cie, en dond donde e para para la mayo mayorí ría a de los los caso casos s se mide mide dire direct ctam amen ente te por por su equi equili libr brio io directamente con otra !uer#a, conocidas que puede ser la de una columna liquida un resorte, un embolo cargado con un peso o un dia!ragma cargado con un resorte o cualquier otro elemento que puede su!rir una de!ormación cualitativa cualitativa cuando se le aplica la presión. &enemos &enemos que'

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La relación de los di!erentes tipos de presión se expresa en la %gura siguiente' Presión Absoluta Es la presión de un fuido medido con re!erencia al vacío per!ecto o cero absolutos. La presión absoluta es cero (nicamente cuando no existe c)oque entre las moléculas lo que indica que la proporción de moléculas en estado gaseoso o la velocidad molecular es muy peque*a. Ester termino se creo debido a que la presión atmos!érica varia con la altitud y muc)as veces los dise*os se )acen en otros países a di!erentes altitudes sobre el nivel del mar por lo que un termino absoluto uni%ca criterios. Presión Atmosférica El )ec)o de estar rodeados por una masa gaseosa "aire$, y al tener este aire un peso actuando sobre la tierra, quiere decir que estamos sometidos a una presión "atmos!érica$, la presión e+ercida por la atmós!era de la tierra, tal como se mide normalmente por medio del barómetro "presión barométrica$. l nivel del mar o a las alturas próximas a este, el valor de la presión es cercano a -./ lb0plg 1 "-2-,345pa$, disminuyendo estos valores con la altitud. Presión Manométrica 6on normalmente las presiones superiores a la atmos!érica, que se mide por medio de un elemento que se de%ne la di!erencia entre la presión que es desconocida y la presión atmos!érica que existe, si el valor absoluto de la presión es constante y la presión atmos!érica aumenta, la presión manométrica disminuye7 esta di!erencia generalmente es peque*a mientras que en las mediciones de presiones superiores, dic)a di!erencia es insigni%cante, es evidente que el valor absoluto de la presión puede abstenerse adicionando el valor real de la presión atmos!érica a la lectura del manómetro. La presión puede obtenerse adicionando el valor real de la presión atmos!érica a la lectura del manómetro. Presión Absoluta = Presión Manométrica + Presión Atmosférica. Vacío 6e re%ere a presiones manométricas menores que la atmos!érica, que normalmente se miden, mediante los mismos tipos de elementos con que se miden las presiones superiores a la atmos!érica, es decir, por di!erencia entre el valor desconocido y la presión atmos!érica existente. Los valores que corresponden al vacío aumentan al acercarse al cero absoluto y por lo general se expresa a modo de centímetros de mercurio "cm8g$, metros de agua, etc. 9e la misma manera que para las presiones manométricas, las variaciones de la presión atmos!érica tienen solo un e!ecto peque*o en las lecturas del indicador de vacío. 6in embargo, las variaciones pueden llegar a ser de importancia, que todo el intervalo )asta llegar al cero absoluto solo comprende /:2 mm8g. ;edida de la presión. ;anómetro ara medir la presión empleamos un dispositivo denominado manómetro. Como  y < están a la misma altura la presión en  y en < debe ser la misma. or una rama la presión en < es debida al gas encerrado en el recipiente. or la otra rama la presión en  es debida a la presión atmos!érica más la presión debida a la di!erencia de alturas del líquido manométrico. p=p0+ g LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS CONTRASTACION Y CALIBRACION DE MANOMETROS


II.

!"#$%IV!&:

=amiliari#arse con los instrumentos medidores de presión y calibrar un manómetro tipo
III.

'undamento %eórico:

Métodos para la Medición de Presiones: a. b. c.

Equilibrando la presión medida con una columna líquida. 9e!ormación sólida ocasionada por la presión que se mida. ;étodo de una !uer#a sobre un área.

A.

Manómetros de columna li(uida.

En este tipo de manómetros es su%ciente conocer la altura d 2 de columna y el peso especí%co del líquido para conocer la presión que reina en el recipiente. Pman = 

6e utili#a diversos líquidos como' agua, aceite, tetracloruro de carbono, mercurio, etc. Manómetro de %ubo en ): Los instrumentos utili#ados para medir presión reciben la denominación' >manómetros>. La !orma más tradicional de medir presión en !orma precisa utili#a un tubo de vidrio en !orma de >?>, donde se deposita una cantidad de líquido de densidad LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS CONTRASTACION Y CALIBRACION DE MANOMETROS


conocida "para presiones altas, se utili#a )abitualmente mercurio para que el tubo tenga dimensiones ra#onables7 sin embargo, para presiones peque*as el manómetro en ? de mercurio sería poco sensible$. Este tipo de manómetros tiene una ganancia que expresa la di!erencia de presión entre los dos extremos del tubo mediante una medición de di!erencia de altura "es decir, una longitud$. La ganancia se puede obtener analíticamente, de modo que este tipo de manómetros con!orma un estándar de medición de presión. 6i el gas sobre el líquido en ambos extremos del manómetro !uese de densidad despreciable !rente a la del líquido, si el diámetro del tubo es idéntico en ambas ramas, si la presión en los extremos !uesen  - y 1, si el líquido "a la temperatura de operación$ tuviese densidad @, si la di!erencia de altura !uese ), entonces la di!erencia de presiones estará dada por' P*P,=-P=g.

ACuál será la ecuación si la densidad del fuido superior no !uese despreciableB o es di!ícil obtener expresiones para este tipo de manómetros en condiciones de operación en las que sobre el líquido de alta densidad está otro líquido, de densidad no despreciable. El manómetro en !orma de >?> con!orma, seg(n se especi%có, un sistema de medición más bien absoluto y no depende, por lo tanto, de calibración. Esta venta+a lo )ace un arte!acto muy com(n. 6u desventa+a principal es la longitud de tubos necesarios para una medición de presiones altas y, desde el punto de vista de la instrumentación de procesos, no es trivial trans!ormarlo en un sistema de transmisión remota de in!ormación sobre presión.

".

Manómetros

de

Manómetro de %ubo de ara cualquier tipo de carga, la de!ormación es una constante módulo de Doung'

/eformación &ólida "ourdon: relación entre la carga y la del material, conocida como el

$ = arga1e.

or ende, si la constante de de!ormación es conocida, se puede obtener la carga seg(n' arga = $ 2 e

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9e modo que !rente a de!ormaciones peque*as de materiales elásticos, será posible obtener una cuanti%cación reproducible de las cargas "!uer#as$ solicitantes. El manómetro de C>, abierto sólo en un extremo "ver %gura$. l aplicar una presión al interior del tubo "se le infa, por e+emplo$ la !uer#a generada en la super%cie "área$ exterior de la >C> es mayor que la !uer#a generada en la super%cie interior, de modo que se genera una !uer#a neta que de!orma la >C> )acia una >C> más abierta. Esta de!ormación es una medición de la presión aplicada y puede trasladarse a una agu+a indicadora tanto como a un sistema de variación de resistencia o campos eléctricos o magnéticos

"arómetros:

El barómetro es el aparato con el que se mide la presión atmos!érica. Como en el caso de los manómetros, los )ay también de mercurio y metálicos. Los primeros se basan en el dispositivo utili#ado por &orricelli en sus experimentos. El llamado barómetro de !ortín es, de )ec)o, una reproducción me+orada del aparato de &orricelli. 6u cubeta posee un !ondo compuesto de un material fexible, por lo que puede ser alterado mediante un tornillo auxiliar con el %n de conseguir a+ustar el nivel del mercurio de la cubeta al cero de la escala graduada cada ve# que se e!ect(a una medida. Los barómetros de si!ón son simples manómetros de tubo cerrado en los cuales la rama corta del tubo en  )ace las veces de cubeta y la rama larga de tubo de &orricelli. "arómetro de 'ortín aracterísticas: El barómetro de =ortín !unciona, al igual que el de cubeta, por el principio de &orricelli, mas su me+ora consiste en eliminar el problema de la variación del cero del que adolece el segundo. El !ondo de la cubeta es móvil, ya que esta !ormado por una bolsa de gamu#a que gracias a un tornillo, solidario al mismo, puede subir o ba+ar. ntes de e!ectuar la medición se a+usta el instrumento, subiendo o ba+ando el !ondo de la cubeta y enrasando el nivel de mercurio con un una punta %+a de mar%l que marca el cero de la escala. 9e esta mera se elimina la variación de nivel de la cubeta por la di!erencia de altura de la columna. El aparato, lleva asociado un termómetro "desaparecido$ que servía para e!ectuar correcciones por dilatación del mismo. Es un instrumento de gran precisión mas por los a+ustes delicados que son requeridos es solo posible de ser usado en laboratorios o estaciones %+as. 



ara me+orar la exactitud se deben tener en cuenta'  

&emperatura Fravedad



ltitud



Corrección de calibración con un patrón.

alibración de Manómetros:

Los manómetros que más com(nmente requieren de calibración son los
alibrador de Peso Muerto: ?tili#ado para la calibración. El manómetro calibrado, se coloca sin que entre el aceite en el. Este calibrador posee dos cámaras conectadas mediante válvulas, la cámara superior tiene dos ramales en uno de los cuales se instalará el manómetro a calibrar y el otro de los ramales posee un pistón sobre el cual pueden colocarse pesas. La cámara in!erior posee un émbolo que es accionado por una manivela. El área del pistón se conoce y así se sabe inmediatamente la presión verdadera que actuá en el manómetro. En el émbolo, la manivela permite a+ustar el nivel del pistón. El pistón debe fotar -cm por encima de su asiento. 6e debe llenar el convertidor con aceite y accionar las válvulas de purga que eliminan el aire del probador. El valor del peso del pistón impreso en sus super%cies incluye el peso por e!ecto de la presión de la peque*a columna de aceite, cuando esta fuye a -cm de su asiento.

%ipos de Medidores de Presión



Los instrumentos para medición de presión pueden ser indicadores, registradores, transmisores y controladores, y pueden clasi%carse de acuerdo a lo siguiente' &ipo de ;anómetro ;. de Ioni#ación ;. de &ermopar ;. de Gesistencia ;. ;c. Clau ;. de Campana Invertida ;. de =uelle bierto ;. de Cápsula ;. de Campana de ;ercurio ;. >?> ;. de =uelle Cerrado ;. de Espiral ;. de C> ;. ;edidor de es!uer#os "stren geigs$ ;. 8elicoidal

Gango de Hperación 2.222- a - x -2J3 mm8g <6 - x -2J3 a 2.24 mm8g - x -2J3 a - mm8g - x -2J a -2 mm8g 2 a /.: mm81H -3 a 132 cm81H 1.4 a 142 mm81H "LE9H?K$ 2 a 4 mts 81H 2 a 1 5g0cm1 2 a 3 5g0cm1 2 a 322 5g0cm1 2 a -,422 5g0cm1 / a 3,422 5g0cm1 2 a -2,222 5g0cm 1

IV.

$(uipos e

Instrumentos:

Calibrador de peso muerto que consta de' Conexión para el manómetro a calibrar   Embolo para e+ercer presión en el calibrador istón ortapesas   uego de pesas en bar ;anómetro  alibrador de manómetro de precisión:

$ste instrumento permite calibrar con precisión medidores de presión con inter3alos de ,  400 bar .

Pruebas posibles  Calibración de manómetros por el método del peso muerto, con precisión superior al 2,2-4 de la lectura  istones duales permiten la calibración en un amplio intervalo de presiones /escripción LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS CONTRASTACION Y CALIBRACION DE MANOMETROS


Los medidores de peso muerto constituyen el estándar primario básico usado en todo el mundo para la calibración precisa de manómetros, transductores de presión, etc. El equipo es autónomo y portátil, de manera que es posible usarlo tanto en demostraciones en el aula, como de calibrador maestro en el laboratorio. El instrumento combina un intervalo de presión alto y uno ba+o, proporcionados por dos unidades de pistón de di!erente área e!ectiva. La precisión de la calibración es del M2,2-4 de la lectura. 6e suministra un certi%cado de laboratorio de calibración para cada pistón, y un certi%cado tra#able de precisión global. La presión del sistema es producida por un ariete )idráulico accionado por cabestrante, equilibrado por un peso muerto que act(a sobre un pistón de área conocida. 6e utili#a aceite como fuido )idráulico. La presión desarrollada es aplicada al indicador a calibrar. 6e proporciona un nivel de burbu+a y patas a+ustables para permitir la nivelación del instrumento por el operador. ?n indicador de fotación montado en la placa superior elimina la incertidumbre al fotar el pistón. El instrumento se suministra completo con los pesos necesarios y un estuc)e de transporte acolc)ado. 6e incluyen adaptadores <6 y & )embra de -0N>, -0>, 30N>, -01>, con +untas de repuesto y una cantidad de aceite. ";anómetro no suministrado$.

$speci5cación para pedidos Calibrador de manómetros de precisión por peso muerto, portátil y autónomo. Calibra indicadores en el intervalo de -J322 bar con una precisión de M2.2-4 de la lectura. 6uministrado completo con certi%cado de laboratorio de calibración, pesos necesarios y estuc)e. El incremento de peso estándar mínimo es de 2,24bar. /imensiones totales Longitud' 32mm nc)ura' 1N2mm ro!undidad' 112mm $speci5cación de transporte Oolumen' 2,4m3 eso bruto' /2Pg

V.  

Procedimiento:

Inicialmente se llena la cámara in!erior de aceite y se instala en un ramales manómetro y en el otro el pistón  continuación se bombea el aceite de la cámara in!erior a la cámara superior mediante el pistón de doble e!ecto.


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  





?na ve# llena de aceite la cámara superior se colocan las pesas sobre el pistón, el cual o!rece una presión a través del aceite )acia el otro ramal que es aquél donde reencuentran el manómetro. La presión e+ercida por el pistón puede aumentarse aumentando simplemente el n(mero de pesas7 luego disminuirse quitándolas. Con las presiones por el pistón puede aumentarse aumentando simplemente n(mero de pesas7 luego disminuirse quitándolas. 6erá necesario tomar un promedio de -2 a -4 lecturas. 9espués de alcan#ar la (ltima lectura se comien#a a disminuir los pasos en los intervalos sucesivos o iguales a las anteriores, debido a que el manómetro puede tener +uego muerto, es siempre necesario que las lecturas se tomen con la presión, aumentando o disminuyendo en marc)a constante y uni!orme paso a paso. ntes de anotar una lectura, pistón y sus pesos se )acen girar suavemente y se golpea ligeramente el manómetro para eliminar cualquier !ricción que puede )aber. =inalmente para retirar el manómetro se retiran las pesas y se abre la válvula que permite el paso de aceite de la cámara superior a la in!erior, eliminando la presión en dic)as cámara y esto permite retirar libremente el manómetro pues en caso contrario se producirá un derramamiento del aceite.

VI.

%abulación de 6esultados: Pre. Verdadera 7ectura Asc 7ectura /es -.-4 -.12 1 1.12 1.12 3 3.12 3.-2  .14 .-2 4 4.12 4.12 : :.22 :.22 / /.12 /.22 N N.-2 N.22 Q N.Q2 N.Q2

Q.4

VII.

Q.2

Q.2

7ectura Prom. -.-/4 1.122 3.-42 .-/4 4.122 :.222 /.-22 N.242 N.Q22

$rror 2.-/4 2.122 2.-42 2.-/4 2.122 2.222 2.-22 2.242 2.-22

8$rror -.N Q.2 ./ .1 3.N 2.2 -. 2.: -.-

Q.22

2.-22

-.2

onclusiones 9 6ecomendaciones:



I.           

"ibliografía:

RRR.indutecnica.cl RRR.dvingenieria.com RRR.teste.es RRR.sc.e)u.es RRR.RiPe.es RRR.la!acu.com RRR.mooreproducts.com )ttp'00cipres.cec.uc)ile.cl0Siq4a0apuntes0instrumentos0-2TmanomTu0manomTu .)tml )ttp'00cipres.cec.uc)ile.cl0Siq4a0apuntes0instrumentos0--Tbourdon0bourdon.)t ml )ttp'00+acintoarbol-/.tripod.com0id.)tml )ttp'00RRR.arm%eld.co.uP0espT!Tdatas)eet.)tml



Los instrumentos industriales de medición de presión son una parte muy importante para las industrias de proceso en general de hoy en día.



Tienen su campo de aplicación que es amplio y abarca desde valores muy bajos (vacío) hasta presiones muy altas. Los instrumentos de presión se dividen en tres grupos: Mecnicos! "eumticos! #lectromecnicos #lectrónicos.



$l conocer los instrumentos de medida de presión! su mantención tiene un objetivo indispensable para que la planta %uncione sin paros no programados e intempestivos.


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Los instrumentos de Medición de &resión permiten garanti'ar la calidad y ompetitividad de los productos %abricados en una planta industrial obteniendo una materia prima de gran calidad para el mercado.


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