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Cap 4 Instrumentos de Medición - Pág. 1

Termodinámica para ingenieros PUCP

La presión y la Temperatura son los valores importantes en Termodinámica que debemos conocer y medir.

Grupo Turbina de vapor con Generador eléctrico en la Central Térmica del Laboratorio de Energía de la PUCP.

Este capítulo es importante para los estudiantes, pues después de llevar este curso, los alumnos llevarán el curso de Laboratorio de Termodinámica, donde deberán conocer y elegir los instrumentos óptimos para tomar las mediciones; ahora solamente nombraremos y conoceremos los principales instrumentos .

INTRODUCCIÓN

Cuántos Instrumentos puedes contar en la figura ?

Cap. 4 INSTRUMENTACION


bibliografíaLa mayoría de los instrumentos que se muestran en este capítulo son del Catálogo de Cole Parm-er.www.cole-parmer.com

Cuál será la presión en:Huancayo ?Cusco ?Pastoruri ?

A qué temperatura hervirá el agua en Ticlio?

Cómo se mide la presión de una persona ?



La Presión es la fuerza manifestada por las moléculas de un fluido sobre los límites o fronteras, o en forma simple es el cociente entre la fuerza ejercida y el área sobre la que ésta se ejerce.

4.1 Presión

Vivimos en un espacio gaseoso y naturalmente esa masa de aire ejerce una presión sobre nuestros cuerpos. Cuando la presión dis-minuye, por ejemplo al subir una montaña, de inmediato sentimos sus efectos, principalmente el órgano auditivo. No en vano las cabinas de los aviones están pre-surizadas. Cuando buceamos, el efecto del aumento de la presión ejercida por el agua se siente de forma desagradable a muy poca profundidad.

A lo largo del curso la presión es uno de los factores más importantes para el funcion-amiento de las máquinas, es por ese motivo que tenemos que tener los conceptos muy claros.

Por ejemplo, en el caso de los motores de combustión interna, la bujía produce una chispa que enciende la combustión y la presión aumenta tanto dentro del cilindro que empuja el pistón produciendo trabajo. Algunos motores están utilizado el turbo-compresor para aumentar la presión del aire que entra en el mo-tor y mejorar su eficiencia.

Cuál es la presión al fondo de una piscina de 2 metros ?

Qué significa un motor con TURBO ? Mayores detalles Cap Motores.


Es conveniente distinguir diferentes tipos de presión utilizadas normalmente. En proble-mas de termodinámica es de interés generalmente la Presión Absoluta, pero los instru-mentos de medición (manómetros de presión y vacío)dan los valores correspondientes a la diferencia:

P. Absoluta - P. Atmosférica = P. Manométrica

La Presión se expresa en el Sistema Internacional en Pascales (Pa). El Pascal corresponde a la fuerza de un Newton ejercida sobre un área de un metro cuadrado. En la vida cotidiana se utiliza como unidad de presión la atmósfera (atm.), que corresponde a 101 325 Pa. También se utiliza el milímetro de mercurio (mm Hg.), siendo 1 atm = 760 mm Hg.

1 atm = 760 mm Hg = 101.325 kPa

Los compresores de los grifos (para in-flar las llantas) nos dan la presión manométri-ca. La mayoría todavía en unidades inglesas - lb/pulg2 ó psi en inglés.

1 bar = 14,7 lb/pulg2

(los griferos dicen solo libras y por lo tanto hablan mal)

Máquina para calibrar manómetros; el manómetros a calibrar se compara con pesas estand-arizadas de diferentes pesos, y como

P = F/A entonces se comparan las presiones.

Cuánto es la presión que se le pone a las llantas de los autos ?______________________y de los camiones ?______________________y de los aviones ? ________



Manómetro diferencial(mide P)

Manómetro digital

Bour-

ManómetroDigital

Manómetros Este tipo de manómetros es el más utilizado, funciona como el sistemade los juguetes de carnaval, al aumentar la presión el elemento curvo tiende a enderezarse y acciona unos engranajes que miden la señal y la convierten en medi-das de presión.

En estas salidas se conectan las líneas (o tu-berías) que deseamos medir. Estos manómetros miden solamente la diferencia entre estos dos valores de presión.

Manómetros in-stalados en el equipo de refrigeración del Laboratorio de En-ergía de la PUCP.

Qué tipo de presión miden ?a) Manométricab) Barométricac) Atmosféricad) Digital


TermómetrosTermocuplas

Hélice BimetálicaPirómetros

Cuál es cuál ?

Termómetros Industriales

En el colegio nos enseñaron que la temperatura es una magnitud física asociada al sentido del tacto y a la sensación de frío y calor. Desde hace años existe una escala para medir la temperatura de los cuerpos, la escala Celsius o centígrada (Los europeos no hablan de grados centígrados sino Celsius como debe ser). En ella el hielo funde a una temperatura de 0°C y el agua hierve, si la presión exterior es 1 atm, a 100°C y nuestro cuerpo tiene una temperatura próxima a 37°C. En Termodinámica es necesaria tener una escala que pueda ser INDEPENDIENTE de la sustancia de comparación (en este caso de nuestro cuerpo) y es la llamada Kelvin, la cual es la Escala Absoluta que usaremos durante todo el curso, y que está relacionada linealmente con la centígrada mediante la expresión:

T(K) = t(°C) + 273

En la escala de temperaturas el hielo funde a 273 K y el agua hierve a 373 K. El Kelvin es igual al grado centígrado; la diferencia entre ellos es el origen de las escalas. El cero absoluto corresponde al cero de la escala Kelvin y a -273°C en la escala centígrada.

4.2 Temperatura

Fórmula de conver-sión de °C a °F



Tablas para conversión de Unidades

http://freecalc.net/calculate.asp?user=5866


Rango de operación de instrumentos y sensores de temperatura

Si quiero comprar una termocupla para medir dentro de un rango de

a __

Qué termocuplas debería seleccionar ?

Qué otros factores influirán en mi decisión ?

________________________________________________________

RANGO DE TEMPERATURASTEMPERATURA

EJEMPLO14 millonesºK (14 millonesºC) Núcleo Del Sol30.000ºK (29.727ºC) Rayos5.800ºK (5.527ºC) Superficie del Sol4.000ºK (3.727ºC) Núcleo de la Tierra523ºK (250ºC) Incineración de la madera373ºK (100ºC) Punto de ebullición del agua331ºK (58ºC) Temperatura más alta del aire registrada en la Tierra310ºK (37ºC) Temperatura normal del cuerpo humano273ºK (0ºC) Punto de congelación del agua184ºK (-89ºC) Temperatura más baja del aire registrada en la Tierra43ºK (-230ºC) Temperatura de la superficie de Plutón0ºK (-273,15ºC) Cero absoluto



Registradores de temperatura

Registros de Temperatura

Registradores de Temper-atura

Termómetro Infrarrojo

Gas de combustión.

Registrador de temperaturas en el Lab. de Energías de la PUCP.

En qué momento tomaré las mediciones ?______________________


Flujo de Volumen = Caudal

Flujo de Masa = Flujo de MasaCantidad de masa que atraviesa un sistema en un segundo.

Existen varias formas de medir los flujos, directa o in-directamente, ya sea el flujo o también la velocidad. Ver capítulo sobre Continuidad. Entre ellas se conocen :

- Fluviómetro- Venturi- Pitot- Placa orificio

Elección de tipo de flujómetroAnemómet-

Instalación Típica

Medidores de gases

4.3 Medidores de FLUJO:



Otros Instrumentos

Multímetro

Osciloscopio

Taquímetro

Rotámetro

Contadores de tipo hélice

Multímetro Digital computarizado

Cómo te cobra el consumo de agua SEDAPAL ?

Qué forma tiene el medidor ?

Cómo serian los indicadores ?

a) Cónicob) Cilindricoc) Esferasd) Platillos

Los multímetros miden :a) Voltajeb) Intensidadc) Amperajed) Potenciae) Resistenciaf ) Flujo


Tacómetro

Densímetro

Psicrómetro

Calorímetro de estrangulamientoSirve para medir la cali-

dad o título del vapor (x)

x = mg / m

Estroboscopio : Para medir las RPM o revoluciones por minuto, variando la frecuencia de las luces. Similara al las luces de las discotecas

Cómo sabes si una batería de carro está descargada o no ?

Explique cómo se mide x en la figura .

Sirve para medir :a) Temperaturab) Humedad Relativac) Humedad Absolutad) Densidad

Para medir propiedades del :a) Aguab) Aire atmosféricoc) Refrigerantes

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