U N E X P O
UNIVERSI UNIVERSIDAD DAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA
ANTONIO JOSÉ DE SUCRE
“
”
VICE - RECTORADO
LUIS CABALLERO MEJÍAS
“
”
L C M
Cáted ra: L ab . me cán ic a d e flu id o s Sección 02 (Prof. (Prof. Oscar Ro drig uez)
Manometria
Bachilleres: Mujica Miguel Pompa Jhonatan Rodriguez Alvaro Rodriguez Javier
Caracas, Enero de 2013
Introducción Existen distintas formas y métodos de medir la presión, como también distintos artefactos especializados para ello. Un ejemplo de estos son los manómetros, los cuales son instrumentos empleados para la medición de la presión en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la presión local (presión manométrica). Entre los distintos manómetros existentes se encuentra el Manómetro tipo Bourdon, el cual es objeto de estudio en este laboratorio, al buscar garantizar la exactitud y precisión de éste mediante su calibración. Para este fin se empleara un dispositivo denominado calibrador o portador de peso muerto, en el cual mediante la colocación de diferentes pesos calibrados, en presiones, las cuales serán indicadas en el dial del manómetro, gracias a una manguera que conecta al portador con el manómetro de Bourdon. Luego estos resultados se compararan con datos teóricos
Objetivo general Analizar el principio de funcionamiento de los diferentes tipos de manómetros, medición de la presión con ellos y su calibración.
Objetivo específicos -Calibrar un manómetro del tipo Bourdon utilizando un calibrador de peso muerto. Método: Se calibra un manómetro de Bourdon mediante la colocación de pesas en un manómetro de peso muerto el cual se encuentra conectado al manómetro de Bourdon.
Marco teórico La presión es la fuerza ejercida sobre una superficie por unidad de área. En ingeniería, el término presión se restringe generalmente a la fuerza ejercida por un fluido por unidad de área de la superficie que lo encierra. Constituye una excepción el barómetro, el barómetro se utiliza para determinar la presión absoluta de la atmósfera. Otros dispositivos medidores de presión miden en realidad diferencias de presión: sea la diferencia de presión entre dos puntos de un sistema, sea la presión en un punto por encima o por debajo de la presión atmosférica. La presión por encima o por debajo de la presión atmosférica se denomina presión manométrica , dado que se la mide por medio del manómetro. La presión manométrica debe sumarse algebraicamente a la presión atmosférica para obtener la presión absoluta ver figura 2.1. Cuando la presión en un punto es menor que la atmosférica, dícese que hay vacío . A medida que deviene mayor la diferencia de presión (presión atmosférica menos presión verdadera), dícese que el vacío se hace mayor. Luego, el vacío es igual a la presión atmosférica menos la presión absoluta verdadera.
Tres métodos comunes para determinar presiones son: l. Medición de la altura de la columna líquida necesaria para equilibrar la presión medida (manómetros de columna líquida.) 2. Medición de la deformación de un sólido debida a la presión medida (tubo de Bourdon y manómetros de diafragma.
3. Medición del peso que, actuando sobre un área conocida, equilibra la presión medida (manómetros de peso muerto.
MANÓMETRO DE BOURDON Y DE DIAFRAGMA Los tubos metálicos curvos de sección aproximadamente elíptica tienen tendencia a enderezarse cuando se le somete a una presión interna. Si uno de los extremos del tubo está fijo, el otro extremo experimenta un desplazamiento definido que depende de la magnitud de la presión aplicada. Sí la presión interna del tubo es menor que la externa, el tubo tendrá tendencia a curvase a un más. Dado que la presión que rodea el tubo es por lo general la presión atmosférica, el tubo de Bourdon determina la presión manométrica.
Los manómetros de Bourdon se utilizan mucho para los alcances de presión que no puede ser medidos convenientemente por medio de columnas líquidas, digamos desde 0,5 Kg./cm 2 hasta centenares de Kg./cm 2. Cuando no se requiere una precisión muy grande, los manómetros de Bourdon sustituyen a los manómetros de columna en razón de su mayor conveniencia. Los manómetros de Bourdon se clasifican a menudo como manómetros ( propiamente dichos, para presiones mayores que la atmosférica), vacuómetros (para presiones menores que la atmosférica) Y manómetros compuestos (para vacío y pequeñas presiones.) Los manómetros de presión se calibran ordinariamente en Kg./cm 2, aunque para aplicaciones especiales pueden llevar otras graduaciones, por ejemplo, mm de Hg o
metros de agua. Los vacuómetros se gradúan por lo común en mm de Hg. La parte de vacío de los manómetros compuestos se gradúa en mm de Hg, y la parte de presión positiva en Kg./cm 2. La precisión de los manómetros de Bourdon depende, naturalmente, del cuidado que se aplique para su diseño y fabricación. Aunque algunos de estos manómetros tienen una precisión del 1/2 por ciento de la lectura de plena escala , la mayoría no ofrecen una precisión mejor que el 1 por ciento del alcance de plena escala.
Los ASME Power Test Codes especifican que el manómetro de Bourdon debe elegirse de modo que la presión media por medir este comprendida entre un tercio y dos tercios de la escala. Se establece también que "es muy conveniente que todas las lecturas estén comprendidas entre un cuarto y tres cuartos de la lectura de plena escala". Debe observarse, también, que la mayoría de los manómetros tienen clavijas, en la esfera, que impiden que la aguja adopte una posición libre a la presión atmosférica. Por lo tanto, la lectura cero de estos manómetros suele estar algo por encima de la presión atmosférica. Debido a la alteración de las propiedades elásticas del tubo con el tiempo, y a la imposibilidad de obtener una perfecta uniformidad de los tubos en el proceso de producción, es necesario prever la posibilidad de ajustar el sistema de bielas. Por la misma razón, y por el desgaste, los manómetros de Bourdon deben ser recalibrados frecuentemente.
El manómetro de diafragma se utiliza en cierta medida para la medición de presiones relativamente bajas. En esencia, el manómetro de diafragma consiste en una cámara cerrada superiormente por medio de un diafragma. Al aplicar una presión a la cámara, el centro del diafragma se desplaza en una magnitud proporcional a la magnitud de la presión aplicada. El movimiento del diafragma se trasmite a la aguja del instrumento por medio de un mecanismo adecuado similar en principio al manómetro de diafragma, es el manómetro de fuelle. Está constituido éste por dos o más diafragmas o por un cilindro de paredes corrugadas. Los manómetros de diafragma o de fuelle se utilizan a menudo para determinar la presión atmosférica en este caso, se los denomina barómetros aneroides.
Banco de prueba
Instrumentos a utilizar Equipo compuesto por: Manómetro de Bourdon Manómetro de peso muerto Pesas
Procedimiento experimental 1) Anote las condiciones ambientales del laboratorio, temperatura y presión atmosférica 2) Cierra la válvulas V, V 1 , V2 y la salida de aire a la atmósfera. 3) Abra la válvula V 3 y la salida de agua a la atmósfera. 4) Usando el bombeador de pedal, bombee agua a lo largo del sistema y limpie este de burbujas de aire. 5) Cierre la salida de agua a la atmósfera.
Tabla de datos
Carga sobre el manómetro de peso muerto(gr) 250 500 750 1000 1250 1500 1750
Lectura manómetrica aumentando peso (kpa) 37,5 42,5 55 60 70 80 90
Mts agua 38,24 43.33 56,08 61,18 71,38 81,57 91,77
Lectura manómetrica disminuyendo peso(kpa) 35 40,5 50 60 70 80 90
Mts Agua 35,69 41,29 50,98 61,18 71,38 81,57 91,77
Cabe destacar que aunque la configuración de la tabla cuando disminuye peso esté acomodada de maera inversa estas mediciones se hicieron de mayor peso a menor peso
Tabla de resultados Grafica aumentando peso 120
100
80
60
Presion (kPa) Presion (kPa) Real
40
20
0 5 3 6 . 0
5 8 8 . 0
5 3 1 . 1
5 8 3 . 1
5 3 6 . 1
5 3 8 . 1
5 3 1 . 2
5 8 3 . 2
Grafica disminuyendo peso 120
100
80
60
Presion (kPa) Presion (kPa) Real
40
20
0 5 3 6 . 0
5 8 8 . 0
5 3 1 . 1
5 8 3 . 1
5 3 6 . 1
5 3 8 . 1
5 3 1 . 2
5 8 3 . 2
Análisis de los resultados
Es notable en la grafica que la linea de los cálculos teóricos es ligeramente superior a la medida directamente con el manometro de bourdon lo que da ciertas discrepancias bien sea por error de medición o calibración del instrumento, según el modo que se hizo el procedimiento el cual fue llevado la practica en pocas palabras aumentando y disminuyendo el peso sobre el embolo no hubo mucha diferencias como se pudo notar en las graficas estas diferencias pueden deberse como ya explicado anteriormente error de paralaje o calibración del instrumento
Conclusiones Tal cual como se explico anteriormente el manometro de Bourdon posee en su composición física dos placas una que va unida al bloque receptor se encuentra la placa de soporte o chasis, que sostendrá los engranajes del sistema. Además en su adverso contiene los tornillos de soporte de la placa graduada. Y la otra que posee los ejes del soporte del sistema de engranajes. Si estos no están bien calzados hay altas probabilidades de que el manometro este descalibrado, aunado a esto si hay un error de paralaje es posile que las medidas no sean las mas eficientes o precisas.
Finalmente, es necesario señalar que los instrumentos de medición van avanzado conforme la tecnología lo hace, es por eso, que aunque los instrumentos posean el mismo nombre y el principio de funcionamiento sea el mismo, los ingenieros deben estar en constante estudio y capacitación para el manejo de los mismos.