1. Lab. Y Taller Medición De Presión (1)-convertido.docx

LABORATORIO Y TALLER #1

MEDICIÓN DE PRESIÓN FUNDAMENTOS DEL LABORATORIO PRESIÓN Se define como la fuerza aplicada por unidad de superficie, la cual se relación de la siguiente manera:

REFERENCIAS DE PRESIÓN La presión siempre se mide respecto a una referencia o valor patrón, la cual puede ser el vacío absoluto u otra presión como en el caso más común en que se trata de la presión atmosférica. Según la referencia de presión utilizada se le dan nombres distintos a las medidas de presión. Presión absoluta Es la presión referida al vacío absoluto. Presión manométrica Es la presión referida a la presión atmosférica. Presión de vacío Es la presión referida a la presión atmosférica, pero por debajo de ella. Presión diferencial Es la diferencia entre dos presiones cualesquiera Presión atmosférica Es la presión ejercida por el peso de la atmósfera sobre la tierra. A nivel del mar esta es de aproximadamente 760 mm de Hg, 14.7 psia o 100 KPa. Presión barométrica Es la medida de la presión atmosférica la cual varía levemente con las condiciones climáticas.

RELACIÓN ENTRE PRESIÓN Y ELEVACIÓN El termino elevación significa la distancia vertical a partir de algún nivel de referencia hasta el punto de interés, y se le llama z. al cambio en la elevación entre dos puntos se le denomina h. El cambio de presión en un líquido homogéneo en reposo debido al cambio en elevación se puede calcular a partir de: P

mg A

En la que:

;

m V

V  Ah

P

Vg A

 Ahg



A

P=ρgh

P=γh

p = cambio de presión γ = peso específico del líquido h = cambio de elevación

Los elementos primarios de medición de presión son fundamentalmente de cuatro tipos:  Mecánicos  Electromecánicos  Eléctricos  Neumáticos Elementos Mecánicos: se clasifican en dos categorías, a) elementos de medición directa y b) elementos primarios elásticos. a) Los de medición directa realizan su función comparando la presión con la fuerza ejercida por una columna de líquido de densidad conocida, entre estos se encontrarán: el barómetro de cubeta, el manómetro de tubo u, el manómetro de tubo inclinado. Medidores de presión de columna de líquido Es el más simple, directo y exacto de todos los métodos utilizados en la medición de presión. El más conocido de estos instrumentos es el manómetro de tubo en U. Manómetro de tubo en U Este medidor consta de dos tubos transparentes de misma sección transversal que están conectados por su

parte inferior, ya sea por un tubo del mismo material o por un material distinto. Dentro del tubo se coloca un líquido de mayor densidad que el fluido del proceso a medir y que nos sea miscible en él, agua para aire o mercurio para agua, por ejemplo.

b) Los elementos primarios elásticos, miden la presión por deformación que estos sufren por efecto de ellas misma. Los más empleados son: el tubo Bourdon, el elemento espiral, el diagrama y el fuelle.

El tubo de Bourdon Este consiste en un tubo de sección transversal aplanada con un extremo abierto y empotrado y el otro extremo cerrado y libre de moverse. Este tubo se le da una forma curvada específica, que varía según el rango de la presión a medir y las características del tubo. De acuerdo a la forma del tubo se tienen los siguientes tipos de tubo Bourdon:

Tipo C

Tipo espiral

Tipo helicoidal

Materiales de construcción de tubos Bourdon Grupo 1: aleaciones endurecidas por deformación  Latón (Cobre + zinc + estaño ó Cobre + zinc)  Bronce fosforoso (Fósforo + bronce)  Bronce silicio  Acero inoxidable austenítico El Diafragma El diafragma es un disco metálico (o no metálico) al cual se le han hecho corrugaciones circulares concéntricas. Ese se acopla a una caja por la cual se introduce la presión a medir, midiendo este la diferencia de presión existente entre las dos caras del diafragma.

Diafragma metálico

Diafragma no metálico

Materiales de construcción para diafragmas -

Metálicos  Latón  Bronce fosforoso  Cobre berilio  Acero inoxidable  Monel

-

No metálicos  Neopreno  Teflón  Polietileno  Cuero

Elementos electromecánicos: Estos elementos son la combinación de un elemento mecánico y elástico y un transductor eléctrico, que generara la señal correspondiente. Se clasifican de acuerdo al principio de funcionamiento, estos son:     

Transmisores electrónicos de equilibrio de fuerzas Resistivos Magnéticos Capacitivos Piezoeléctricos

Elementos electrónicos: Los elementos electrónicos se emplean para la medición de alto vacío, son altamente sensibles y se clasifican en: Mecánicos: Fuelle, Diafragma Ionización: Filamento caliente, Cátodo frio Radiación Térmicos: Termopar, Bimetal Elementos neumáticos: Los transmisores neumáticos se basan en el sistema tobera-obturador que convierte el movimiento del elemento de medición en una señal neumática. El sistema tobera-obturador consiste en un tubo neumático aumentado a una presión constante P, con una reducción en su salida en forma de tobera, la cual puede ser obstruida por una lámina llamada obturador cuya posición depende del elemento de medida.

OBJETIVO GENERAL DEL LABORATORIO Realizar la medida de presión de un determinado fluido, para analizar y comprobar los conceptos fundamentales de física general, mediante instrumentos mecánicos de presión. MATERIAL -

Manómetro de columna en U Manómetro de diafragma metálico Manómetro tipo Bourdon

PROCEDIMIENTO MANOMETRO DE COLUMNA EN U Para el uso de manómetro de columna en u debemos de llenar el mismo con agua y de principio ver su nivel en papel milimetrado con lo cual al estar los dos extremos abiertos al ambiente este mostrara estar en equilibrio demostrando que la presión es de 1 atm o 760 mm de hg. Tapando uno de los extremos se muestra una variación de altura en el papel milimetrado esto se debe al cambio de presión. MANOMETRO TIPO BOURDON El más común es el manómetro o tubo 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.

UMSA FACULTAD DE TECNOLOGIA

ELECTROMECANICA ETM 372 INFORME 1 MATERIA: TURBO MAQUINAS Y CALDEROS UNIVERSITARIO: MICHAEL IVAN ASCENCIO CHOQUETARQUI DOCENTE: Lic. JAVIER FLORES SEMESTRE: 1/2019