MANÓMETRO DE TUBO ABIERTO
Código de catalogación:
F14 Dimensiones:
100 cm x 9.8 cm x 1.5 cm Materiales:
Vidrio, fresno Datación:
Finales siglo XIX o principios siglo XX Autor catalogación:
J.A. Maroto
Descripción:
El manómetro de tubo abierto consta de un tubo de vidrio doblado en forma de U, con una de las ramas (la izquierda en la fotografía) muy larga y abierta al exterior, mientras que la otra, mas corta, se ensancha formando un receptáculo y luego se dobla en ángulo recto, quedando también abierta al exterior. El tubo apoya en una tabla de madera en la que hay marcada una escala graduada en centímetros. Antes de medir es necesario introducir suficiente cantidad de mercurio en el manómetro, que quedará almacenado en su mayoría en el receptáculo. El manómetro de tubo abierto se utiliza para medir la presión manométrica del gas contenido en un recipiente. Para ello (ver esquema de la figura inferior) la rama izquierda se conecta al recipiente que contiene contiene el gas que se halla a una presión absoluta P desconocida.
Tras la conexión, y siempre que la presión P sea superior a la atmosférica, se producirá el ascenso de mercurio por la rama izquierda hasta alcanzar una posición de equilibrio. En ése momento podemos afirmar que la presión es la misma en las dos ramas del tubo manométrico al nivel marcado por el punto A. La presión a ese nivel, analizando la rama izquierda es: P(izq) = Patm + d(Hg)·g·h donde Patm es la presión atmosférica, d(Hg) es la densidad del mercurio a la temperatura de trabajo y h es la altura de la columna de mercurio que se halla por encima de ese punto. Analizando ahora la rama derecha, es evidente que: P(der) = P Como ya hemos indicado P(izq) = P(der), al estar al mismo nivel, por lo que: P = Patm + d(Hg)·g·h d(Hg)·g·h lo que nos permite conocer la presión absoluta P siempre que se
Tras la conexión, y siempre que la presión P sea superior a la atmosférica, se producirá el ascenso de mercurio por la rama izquierda hasta alcanzar una posición de equilibrio. En ése momento podemos afirmar que la presión es la misma en las dos ramas del tubo manométrico al nivel marcado por el punto A. La presión a ese nivel, analizando la rama izquierda es: P(izq) = Patm + d(Hg)·g·h donde Patm es la presión atmosférica, d(Hg) es la densidad del mercurio a la temperatura de trabajo y h es la altura de la columna de mercurio que se halla por encima de ese punto. Analizando ahora la rama derecha, es evidente que: P(der) = P Como ya hemos indicado P(izq) = P(der), al estar al mismo nivel, por lo que: P = Patm + d(Hg)·g·h d(Hg)·g·h lo que nos permite conocer la presión absoluta P siempre que se
conozca la presión atmosférica (ver el barómetro el barómetro normal normal de cubeta cubeta y el barómetro el barómetro de Fortin Fortin)), y más directamente el valor de la presión manométrica, manométrica, P - Patm, cuyo valor es d(Hg)·g·h, y que se determina fácilmente a partir de la lectura de la altura h.
http://www4.ujaen.es/~jamaroto/F14.HTML
Definición de Manómetro Un manómetro mide la diferencia en la presión en aire o líquidos comparándola a una fuente externa; generalmente a la presión atmosférica de la tierra. Hay varios tipos de manómetros, el más simple: un piezómetro de tubo, que es un único tubo y una base que sostiene el líquido. Otros manómetros comunes son los que tienen forma de U, interconectados por varios tubos. Los manómetros son usados en mediciones atmosféricas, estudios climáticos, análisis de gases e investigación de la atmósfera de otrosplanetas. Generalmente están hechos de vidrio o plástico, y aunque la mayoría tienen marcas para representar las mediciones, algunos son digitales. El manómetro con un único tubo mide sólo la presión de líquidos, ya que no hay lugar alternativo para poder comparar gases. Un manómetro con forma de U, compara la presión de dos gases diferentes y mide la fuerza del gas capturado. El aire que puede fluir es generalmente aire al nivel atmosférico actual.
Funcionamiento del manómetro Se coloca un líquido en el tubo, generalmente un líquido sensible como el mercurio, que es estable bajo presión. Un extremo del tubo en forma de U es llenado con el gas a ser medido, generalmente es bombeado al interior del tubo para poder sellarlo luego. El otro extremo se deja abierto para tener un nivel de presión natural. Luego, el líquido es balanceado en el extremo inferior de la forma de U, dependiendo de la fuerza del gas. La presión atmosférica empuja al líquido hacia el interior del tubo y hacia el extremo cerrado. El gas atrapado en el extremo cerrado a su vez empuja al líquido hacia el extremo abierto. Es entonces que se realiza la medición para ver qué tanto ha sido empujado el gas del extremo sellado ya sea por debajo del punto del líquido hacia el extremo abierto o por encima de éste. Si el líquido está nivelado a ambos lados del tubo, entonces el gas es tiene la misma presión que el aire de la atmósfera. Si el líquido está más elevado en el extremo del lado sellado, entonces la presión del aire es mayor a la del gas. Si el gas en el extremo sellado tiene mayor presión que el aire en la atmósfera, entonces el agua se verá empujada por encima del punto de equilibrio en el extremo abierto.
http://www.ehowenespanol.com/funciona-manometro-como_51595/ EL MANÓMETRO
Que es y para que sirve? Rango de presiones Manómetro Burdon Manómetro de columna de Liquido
El Barómetro Manómetro de McLeod Algunas aplicaciones cotidianas Algunos manómetros en la industria
Que es y para que sirve?: 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 newtons por metro cuadrado; un newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio en un barómetro convencional. Cuando los manómetros deben indicar fluctuaciones rápidas de presión se suelen utilizar sensores piezoeléctricos o electrostáticos que proporcionan una respuesta instantánea. 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.
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).
Manómetro 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 esta 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 que oscilan 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/cm 2, 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, 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.
Manómetro 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. Manómetro de tubo en 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 específica del líquido del instrumento. El área de la sección de los tubos no influyen el la diferencia de niveles. Normalmente se fija entre las dos ramas una escala graduada para facilitar las medidas.
Los tubos en U de los 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 potenciometrico puede señalar cambios de presión hasta de 0.01 mm de columna de agua. Estos aparatos se usan solo como patrones de laboratorio.
manómetro de tubo en U
manómetro de tintero: Una de las ramas de este tipo de manómetro tiene un diámetro manómetro relativamente pequeño; la otra es un deposito. El área de la sección recta del deposito puede ser hasta 1500 veces mayor que la de la rema manómetro, con lo que el nivel del deposito no oscila de manera apreciable con la manómetro de la presión. Cuando se produce un pequeño desnivel en el depósito, se compensa 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.
manómetro de tintero con ajuste de cero
manómetro 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 deposito 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.
manómetro de tubo inclinado
El Barómetro: El barómetro es básicamente un manómetro diseñado para medir la presión del aire. También es conocido como tubo de Torricelli. El nombre barómetro fue usado por primero vez por Boyle. Historia del manómetro: 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 en cuya parte superior se hiciera vacío, debía exactamente medir la presión 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. Esta observación fue el fundamento del experimento de Torricelli, un amigo de Viviani, que confirmó la explicación de su amigo. 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.
experimento de Torricelli
Manómetro 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 deposito, con una pero de goma o inclinando el aparato. Al elevar mas 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 0.0001-10mm de mercurio; a menudo se emplea para calibrar otros manómetros de bajas presiones que tienen un uso más practico. Este manómetro tiene como inconvenientes que las lecturas son discontinuas, que necesita cierta manipulación para hacer cada lectura y que esta lectura es visual. El vapor de mercurio puede ocasionar trastornos al difundirse en el vacío que se va a medir.
posición de carga
posición de medida
Algunas aplicaciones cotidianas del manómetro:
El manómetro en el buceo: El manómetro es de vital importancia para el buceador por que le permite conocer cuanto 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 la mediciones se utiliza la manometria para realizar mediciones de actividades musculares internas a través de registros hidroneumocapilares, por ejemplo la manometría anorectal o la manometría esofágica. En la industria del frigorífico: Para mantener controlada la presión del líquido refrigerante que pasa por la bomba.
http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/medidores/manometro/manome tro.html
Manómetro
Manómetro.
El manómetro (del gr . μανός , ligero y μέτρον , medida) es un instrumento de medición para lapresión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Se distinguen dos tipos de 1 manómetros, según se empleen para medir la presión de líquidos o de gases.
Índice
1 Caracteristicas y tipos de manómetros
o
1.1 Manómetro de dos ramas abiertas
o
1.2 Manómetro truncado
o
1.3 Bourdon
o
1.4 Manómetro metálico o aneroide
2 Historia de la medición de presión
3 Véase también
4 Referencias
5 Bibliografía
6 Enlaces externos
Caracteristicas y tipos de manómetros [editar ]
Fig. 1. Manómetro de dos ramas abiertas.
Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan la presión atmosféricacomo 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 demercurio y los aneroides. La presión manométrica se expresa ya sea por encima, o bien por debajo de la presión atmosférica. Los manómetros que sirven exclusivamente para medir presiones inferiores a la atmosférica se llaman vacuómetros. También manómetros de vacío.
Manómetro de dos ramas abiertas [editar ] Estos son los elementos con los que se mide la presión positiva, estos pueden adoptar distintas escalas. El manómetro más sencillo consiste en un tubo de vidrio doblado en U que contiene un líquido apropiado (mercurio, agua, aceite, entre otros). Una de las ramas del tubo está abierta a la atmósfera; la otra está conectada con el depósito que contiene el fluido cuya presión se desea medir (Figura 1). El fluido del recipiente penetra en parte del tubo en ∪, haciendo contacto con la columna líquida. Los fluidos alcanzan una configuración de equilibrio de la que resulta fácil deducir la presión absoluta en el depósito: resulta:
donde ρm = densidad del líquido manométrico. ρ = densidad del fluido contenido en el depósito.
Si la densidad de dicho fluido es muy inferior a la del líquido manométrico, en la mayoría de los casos podemos despreciar el término ρgd , y tenemos:
de modo que la presión manométrica p- patm es proporcional a la diferencia de alturas que alcanza el líquido manométrico en las dos ramas. Evidentemente, el manómetro será tanto más sensible cuanto menor sea la densidad del líquido manométrico utilizado.
Fig. 2. Manómetro truncado.
Manómetro truncado[editar ] El llamado manómetro truncado (Figura 2) sirve para medir pequeñas presiones gaseosas, desde varios hasta 1 Torr. No es más que un barómetro de sifón con sus dos ramas cortas. Si la rama abierta se comunica con un depósito cuya presión supere la altura máxima de la columna barométrica, el líquido barométrico llena la rama cerrada. En el caso contrario, se forma un vacío barométrico en la rama cerrada y la presión absoluta en el depósito será dada por
Obsérvese que este dispositivo mide presiones absolutas, por lo que no es un verdadero manómetro.
Fig. 3. Manómetro de Bourdon (fundamento).
Bourdon[editar ] El más corriente es el manómetro de bourdon, consistente en un tubo metálico, aplanado, hermético, cerrado por un extremo y enrollado en espiral. Elementos estáticos:
A. Bloque receptor: es la estructura principal del manómetro, se conecta con la tubería a medir, y a su vez contiene los tornillos que permiten montar todo el conjunto.
B. Placa chasis o de soporte: unida al bloque receptor se encuentra la placa de soporte o chasis, que sostiene los engranajes del sistema. Además en su anverso contiene los tornillos de soporte de la placa graduada.
C. Segunda placa chasis: contiene los ejes de soporte del sistema de engranes.
D. Espaciadores, que separan los dos chasis.
Detalle interno
Elementos móviles: 1. Terminal estacionario del tubo de bourdon: comunica el manómetro con la tubería a medir, a través del bloque receptor. 2. Terminal móvil del tubo de bourdon: este terminal es sellado y por lo general contiene un pivote que comunica el movimiento del bourdon con el sistema de engranajes solidarios a la aguja indicadora. 3. Pivote con su respectivo pasador. 4. Puente entre el pivote y el brazo de palanca del sistema (5) con pasadores para permitir la rotación conjunta. 5. Brazo de palanca o simplemente brazo: es un extensión de la placa de engranes (7). 6. Pasador con eje pivote de la placa de engranes. 7. Placa de engranes. 8. Eje de la aguja indicadora: esta tiene una rueda dentada que se conecta a la placa de engranes (7) y se extiende hacia la cara graduada del manómetro, para así mover la aguja indicadora. Debido a la corta distancia entre el brazo de palanca y el eje pivote, se produce una amplificación del movimiento del terminal móvil del tubo de bourdon.
9. Resorte de carga utilizado en el sistema de engranes para evitar vibraciones en la aguja e histéresis.
Manómetro metálico o aneroide [editar ] En la industria se emplean casi exclusivamente los manómetros metálicos o aneroides, que son barómetros modificados de tal forma que dentro de la caja actúa la presión desconocida que se desea medir y afuera actúa la presión atmosférica. Cabe destacar principalmente que los manometros nos indican la presión que se ejerce por libra cuadrada en un momento determinado es decir PSI (Pound per square inches) - Libras por pulgada cuadrada.
Historia de la medición de presión [editar ]
1594- Galileo Galilei, obtiene la patente de una máquina para bombear agua de un río para el riego de tierras. El centro del bombeo era una tipo de jeringa. Descubrió que 10 metros era el límite de altura al que podía llegar el agua en la succión de la jeringa, pero no encontró explicación alguna para este fenómeno.
1644- Evangelista Torricelli, llenó un tubo de un metro de largo sellado herméticamente con mercurio y lo colocó de forma vertical, con un extremo abierto en un recipiente con mercurio. La columna de mercurio, invariablemente, bajaba unos 760 mm, dejando un espacio vacío encima de este nivel. Torricelli atribuyó la causa del fenómeno a una fuerza en la superficie de la tierra, sin saber de dónde provenía. También concluyó que el espacio en la parte superior del tubo estaba vacío, que no había nada allí y lo llamó un vacío.
1648- Blaise Pascal, conoció los experimentos de Torricelli y Galileo. Llegó a la conclusión de que la fuerza que mantiene la columna a 760 mm es el peso del aire de encima. Por lo tanto, en una montaña la fuerza se reducirá debido al menor peso del aire. Predijo que la altura de la columna disminuiría, cosa que demostró con sus experimentos en el monte Puy- de- Dome, en el centro de Francia. De la disminución de altura se puede calcular el peso del aire. Pascal formuló también que esta fuerza, que la llamó presión hidrostática, actúa de manera uniforme en todas las direcciones.
1656- Otto von Guericke. La conclusión a la que había llegado Torricelli de un espacio vacío era contraria a la doctrina de un Dios omnipresente y fue atacado por la iglesia. Pero la existencia del vacío fue demostrada experimentalmente por Guericke, que desarrolló nuevas bombas para evacuar grandes volúmenes y llevó a cabo el dramático experimento de Madgeburgo, en el cual extrajo el aire del interior de dos hemisferios de metal. Ocho caballos en cada hemisferio no fueron lo suficientemente fuertes para separarlos.
1661- Robert Boyle utilizó los tubos con forma de “J” cerrados en un extremo para estudiar la relación entre la presión y el volumen de un gas y estableció la ley de Boyle [1] (P:presión,V: volumen, K: constante) lo que significa que el aumento de uno
de los dos términos provocará la disminución del otro (si se aumenta la Presión disminuirá el Volumen o si se aumenta el Volumen del depósito que contiene al gas, la Presión disminuirá), esto se cumplirá siempre que se mantenga invariable el otro término de la ecuación, que es la Temperatura.
1802- Casi 200 años después, Joseph Louis Gay-Lussac estableció la ley de GayLussac [2] (P: presión, T: Temperatura, K: constante), lo que significa que un aumento de la Temperatura conlleva un aumento de la presión, y un aumento de la Presión conlleva un aumento de la temperatura (por ejemplo en un compresor). Esta ley se cumple siempre que se mantenga invariable el otro término de la ecuación, que es el volumen.
Veinte años más tarde, William Thomson (Lord Kelvin) define la temperatura absoluta.
http://es.wikipedia.org/wiki/Man%C3%B3metro
MANÓMETROS Son los dispositivos utilizados para medir la presión de un fluido. El principio de funcionamiento de un manómetro se basa en lo siguiente: consideremos un tubo en forma de U abierto por uno de sus extremos a la atmósfera y por el otro conectado al recipiente que contiene el fluido. Figura 1.10. El tubo contiene en su interior una cierta cantidad de mercurio que se desequilibra a consecuencia de la conexión.
Pa: Presión Atmosférica Fig. 1.10. Tubo en U antes y después de conectar el recipiente El tubo contiene en su interior una cierta cantidad de mercurio que se desequilibra a consecuencia de la conexión. Tomando dos puntos A y B en el fondo del tubo que se encuentra a igual nivel se tiene:
Igualando P A y PB
En general, teniendo en cuenta el signo correcto, será: Presión Absoluta = Presión Atmosférica + Presión Manométrica A la presión manométrica negativa se le llama presión de vacío. Para determinar la presión absoluta es necesario conocer la presión atmosférica. La presión atmosférica se mide con el barómetro de mercurio de la Figura 1.11 el cual consiste en un manómetro de tubo cerrado en el que se ha hecho el vacío por lo que la presión en la parte más alta es nula. Si es la densidad del mercurio, la presión en el punto A es
Fig. 1.11 Barómetro de Mercurio. La presión atmosférica es función de la altura z de la columna de mercurio y depende del lugar en que se mida. La presión atmosférica normal es numéricamente igual al peso de una columna de mercurio de 1 cm2 de sección y 76 cm. de altura, estando el mercurio a 0 ºC, a la latitud de 45º y al nivel del mar. 1 atm = 13595.1 kg/m3 * 9.81 m/s2 * 0.76 m = 101360 N/m2 = 101.36 kPa
Representación esquemática de la presión absoluta, presión manométrica y presión de vacío
OTROS MEDIDORES DE PRESIÓN Tubo Bourdon El tubo Bourdon mide presión manométrica y consta de un tubo doblado en forma de “C” de sección elíptica. Un extremo está sellado pero libre para moverse y el extremo
opuesto es abierto y va a estar sujeto rígidamente al sistema al cual se le va a medir la presión. Al aplicarse una presión al interior del tubo mayor que la del exterior que generalmente es la atmósfera, la sección elíptica cambia de forma, estableciéndose esfuerzos en el tubo, el cual empieza a enderezarse, con el resultado que el extremo libre se deflecta una cantidad proporcional a la diferencia de presión entre el interior y el exterior del tubo.
Fig. 1.12 Esquema del Tubo Bourdon
Manómetro en U con dos líquidos Este manómetro es una variante del diseño normal de tubo en U. Contiene dos líquidos los cuales son escogidos adecuadamente así como las dimensiones del tubo y las cisternas. Este manómetro mide la diferencia de presiones P1-P2. El valor de h se puede hacer muy grande para un valor relativamente pequeño de (P1-P2)
Fig. 1.13 Manómetro en U con dos líquidos
Micromanómetro de tubo inclinado Con el tubo inclinado básicamente se consigue una mayor escala de lectura para el mismo diferencial de presión.
Fig. 1.14 Micromanómetro de tubo inclinado
VISCOSIDAD Es una propiedad de los fluidos que causa fricción. Es una medida de la fricción interna o la resistencia del fluido a fluir. Consideremos un fluido entre dos láminas o placas planas paralelas como muestra la Figura 1.15.
Fig. 1.15 Deformación de un fluido entre dos placas paralelas. La velocidad u es lineal, cero en el fondo y U en la superficie. Sobre la placa superior actúa una fuerza tangencial constante F. La placa se desplaza paralelamente a sí misma con una velocidad U. Dividamos el fluido en capas infinitesimales paralelas a las placas de espesor dy. La experiencia nos confirma que debido al rozamiento la capa de fluido que está junto a la placa inferior fija se mantiene en reposo y la capa de fluido en contacto con la placa superior móvil se pone en movimiento con la misma velocidad U que la placa.
Fig. 1.16 Deformación de un elemento de fluido.
Las capas intermedias deslizan unas sobre otras como deslizan las hojas de un libro colocado horizontalmente sobre una mesa al aplicar sobre la hoja superior una fuerza también horizontal. La fuerza aplicada es directamente proporcional a la superficie A de la placa en movimiento y al gradiente de velocidad du/dy es decir
Introduciendo la constante de proporcionalidad
Donde se denomina viscosidad absoluta o viscosidad dinámica. Definiendo el esfuerzo cortante
La Ley de Newton de la viscosidad está dada por
En la mecánica de fluido se emplea muy frecuentemente el cociente de la viscosidad absoluta , entre la densidad, . Este cociente recibe el nombre de viscosidad cinemática y se representa mediante el símbolo . En el sistema métrico de unidades, la unidad para recibe el nombre de stoke=cm2/s. La viscosidad de un líquido decrece con el aumento de temperatura pero en los gases crece con el aumento de temperatura. http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-47.htm
UNIDAD I: MANOMETRÍA Problemas. 1) El manómetro que se muestra contiene tres líquidos. Cuando P1=10kpa (Manométrica), determine la distancia de separación d. Utilice g = 9.81 m/s 2 . Para el mercurio D.R = 13.6.
2) Para la posición indicada en la figura, el manómetro marca valor cero de presión y el piston toca el resorte sin comprimirlo. El resorte tiene una constante de 360 kN/m y la densidad relativa del aceite es 0.85. El diámetro del cilindro A es 0.7 m y el del cilindro B, ¿Cuál será la presión leída en el manómetro cuando el resorte se comprima 50 cm.? P atm = 0.1 Mpa.
Peso del pistón
Si en el cilindro A el aceite sube 0.5 m igualando volúmenes se puede hallar lo que desciende en B.
http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-114.htm juan chamorro Gonzales ………
http://www.metalurgia.uda.cl/apuntes/Jchamorro/Mecanicafluidos%20I/Presionymanometria[Modode%20compatibilidad].pdf problemas de manometría ….. http://ingenieriaenlinea.files.wordpress.com/2012/08/ejercicios-demanometria4.pdf
¿Qué es un manómetro diferencial? Escrito por Abraham Robinson | Traducido por Daniel Cardona manometer image by Dusan Radivojevic from Fotolia.com
Un manómetro diferencial es un dispositivo que mide la diferencia de presión entre dos lugares. Los manómetros diferenciales pueden variar desde los más simples que pueden construirse en casa hasta un equipo digital complejo.
Función Los manómetros estándar se utilizan para medir la presión en un recipiente por comparación con la presión atmosférica normal. Estos dispositivos también se
utilizan para comparar la presión de dos recipientes diferentes. Revelan cuál recipiente tiene una mayor presión y qué tan grande es la diferencia entre los dos.
Uso Los manómetros diferenciales tienen una amplia gama de usos en diferentes disciplinas. Un ejemplo es que pueden ser utilizados para medir la dinámica del flujo de un gas mediante la comparación de la presión en diferentes puntos de la tubería.
Construcción El manómetro diferencial más simple es un tubo en forma de U con ambos extremos a la misma altura. Un líquido, generalmente agua o mercurio, descansa en la parte inferior del tubo.
Funcionamiento Si un extremo del tubo está en un lugar con mayor presión de aire, la presión se empuja hacia abajo el líquido sobre ese lado del tubo. Mediante la medición de la diferencia entre las alturas de líquido, es posible calcular la diferencia de presión.
Cálculo Para calcular la diferencia de presión, se multiplica la diferencia en altura por la densidad del gas y la aceleración debida a la gravedad. Las unidades finales deben estar en pascales.
http://www.ehowenespanol.com/manometro-diferencial-hechos_50836/ Manómetro diferencial de tubo en U Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan la presiónatmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presión real oabsoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor presión manométrica;dichos aparatos reciben el nombre de manómetros y funcionan según los mismosprincipios en que se fundamentan los barómetros de mercurio y los aneroides. Lapresión manométrica se expresa bien sea por encima o por debajo de la presiónatmosférica. Los manómetros que sirven para medir presiones inferiores a laatmosférica se llaman manómetros de vacío o vacuómetros.El manómetro diferencial mide la diferencia de presión entre dos puntos (P1y P2) deallí su nombre.Se usa para medir la diferencia de presión que hay entre dos recipientes o dos puntosde un sistema dado. Dos líquidos manométricos comunes son agua y mercurio. Ambosposeen un menisco bien definido y propiedades bien conocidas.El fluido manométrico debe ser inmiscible con los demás fluidos con los que esté encontacto.Para obtener mediciones exactas es necesario medir la temperatura, ya que losdiversos pesos específicos de los fluidos manométricos varían con ella
Manómetro diferencial
Esquema de un manómetro diferencial.
El manómetro diferencial mide la diferencia de presión manométrica entre dos puntos (P1 y P2) de allí su nombre. Con base en la figura se puede escribir la ecuación:
que equivale a:
Donde: = densidad del líquido manométrico, generalmente se utiliza el mercurio = densidad del fluido, agua en el ejemplo de la figura (color verde). Si se tratara de gas, el término
podría despreciarse.
La sensibilidad del manómetro es tanto mayor, cuanto menor sea la diferencia Su uso es muy frecuente en filtros en línea. De esta forma se puede observar fácilmente lo obturado que se encuentra el filtro midiendo la diferencia de presión entre la entrada y la salida del filtro.
http://es.wikipedia.org/wiki/Man%C3%B3metro_diferencial
“Manómetros Diferenciales y Empuje Hidrostático”………
http://www.uaemex.mx/pestud/licenciaturas/civil/hidraulica1/Pr%E1ctica%20 HI%202.pdf Diapo de mecánica …..
http://www.slideshare.net/n.ando/mecnica-de-los-
fludospresion# Fluidos… ..http://www.metalurgia.uda.cl/apuntes/Jchamorro/Mecanica-
fluidos%20I/guias/Gu+%C3%82%C2%A1a%20I%20M%20Fluidos.pdf Colección de problemas…..
http://dgwin.files.wordpress.com/2010/10/ejercicios-fluidomecanica.pdf Manometría…..
http://laboratoriodeprocesosquimicos.files.wordpress.com/2011/05/manometr c3ada.pdf Manometro tubo inclinado
http://es.scribd.com/doc/56767116/Manometro-de-
tubo-inclinado
Manómetro de tubo inclinado: Se emplea para mediciones inferiores a 250mm decolumna de agua. Se inclina la rama de un manómetro de tintero para alargar la escala, otambién las dos ramas de un tubo en U. Debido a la precisión de los manómetros de tubos devidrio, estos no producen un movimiento que pueda ser registrado con un medidor por lo cual seemplean manómetros de mercurio, de campana, flotador o diafragma.Los manómetros tienen diversas aplicaciones, vemos por ejemplo, su utilización en los tanquesde oxigeno de un buceador para la medición de la cantidad de oxigeno que queda disponible.También en la medicina se emplea para registrar actividad muscular interna, con ayuda delmanómetro anorectal o el manómetro esofágico. Manómetro de tubo inclinado: Se usa para presiones manométricas inferiores a 250mmde columna de agua. La rama larga de un manómetro de tintero se inclina con respecto a lavertical para alargar la escala. También se usan manómetros de tubo en U con las dos ramasinclinadas para medir diferenciales de presión muy pequeñas.Si bien los manómetros de tubo de vidrio son precisos y seguros, no producen unmovimiento mecánico que pueda gobernar aparatos de registro y de regulación. Para estaaplicación de usan manómetros de mercurio del tipo de campana, de flotador, o de diafragma.Los manómetros de tubo en U y los de deposito tienen una aproximación del orden de1mm en la columna de agua, mientras que el de tubo inclinado, con su columna más largaaprecia hasta 0.25mm de columna de agua. Esta precisión depende de la habilidad delobservador y de la limpieza del líquido y el tubo. Un modelo más que podemos mencionar es el manómetro de tubo inclinado
,que a su vez pertenece a los tinteros que tienen ajuste de cero. El mismo se emplea parala medición de todas las presiones manométricas que son inferiores a los 250mm decolumna de agua. En cuanto a la operación, hay que mencionar que la rama más extensadebe ser inclinada con respecto a la vertical para que se produzca un alargamiento de laescala.
