INGENIERA CIVIL MECNICA DE FLUIDOS I

MANOMETRAI. INTRODUCCIN

Un fluido, ya sea gas o lquido tiene un papel de suma importancia en el campo de la ingeniera, pues tenemos el caso ms comn el uso de agua en tuberas para abastecimiento de la misma a viviendas, edificios o cualquier tipo de edificacin.Ahora bien un tema importante al usar el recurso agua, es la presin de la misma con la que se tiene que bombear por ejemplo a un determinado aparato sanitario.Es entonces que la presin en fluidos se lo debe de estudiar de la manera correcta y con la mayor precisin posible.La manometra es una disciplina dedica al estudio de presiones en fluidos, este estudio lo realiza a travs de manmetros los cuales sean del tipo que sea sirven para calcular presiones o diferencia de presiones en fluidos. Esta disciplina estudia tanto su funcionamiento como su importancia.En el informe siguiente se ha tratado a manera de aprendizaje realizar un manmetro casero, en dicho caso se ha realizado un manmetro diferencial, adems de ello se comprobar su funcionamiento utilizando el conocimiento terico aprendido en clase.

II. OBJETIVOS1. Objetivo General: Realizar un manmetro diferencial casero.2. Objetivos Especficos: Analizar el comportamiento de un manmetro diferencial. Aprender a medir diferencia de presiones en un manmetro diferencial. Realizar una ecuacin que compruebe los datos experimentales.

III. MATERIALES Y MTODOSLos materiales que empleamos para la elaboracin del manmetro son: Mangueras y jeringas

Cinta Mtrica

Tijeras, cuchilla y Cinta adhesiva

Madera y Papel

Lquidos: Agua, Aceite multiusos y Gasolina

IV. REVISIN LITERARIA 1. ManometraLa manometra es la disciplina orientada a conocer el funcionamiento de los manmetros. Instrumentos importantes en el registro del valor de la presin, en un sistema y/o proceso en las industrias, los laboratorios, la vida cotidiana u otras esferas de la actividad humana.Ejemplo de ello, en la verificacin de procesos industriales y determinar junto con la temperatura el estado de un gas ya sea a la salida o entrada de una mquina de fluido.Conocer y controlar el valor de la presin es importante para la seguridad tanto de personas como de equipos (Calderas, recipientes de presin, entre otros).

2. El manmetroEl manmetro es un instrumento utilizado para la medicin de la presin en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presin entre el fluido y la presin local. En la mecnica la presin se define como la fuerza por unidad de superficie que ejerce un lquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. La presin suele medirse en atmsferas (atm); en el sistema internacional de unidades (SI), la presin se expresa en newton por metro cuadrado; un newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmsfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio en un barmetro convencional. Cuando los manmetros deben indicar fluctuaciones rpidas de presin se suelen utilizar sensores piezoelctricos o electrostticos que proporcionan una respuesta instantnea. Hay que tener en cuenta que la mayora de los manmetros miden la diferencia entre la presin del fluido y la presin atmosfrica local, entonces hay que sumar sta ltima al valor indicado por el manmetro para hallar la presin absoluta. Cuando se obtiene una medida negativa en el manmetro es debida a un vaco parcial.Tipos de Manmetros:a. Manmetro de Burdon Instrumento mecnico de medicin de presiones que emplea como elemento sensible un tubo metlico curvado o torcido, de seccin transversal aplanada. Un extremo del tubo est cerrado, y la presin que se va a medir se aplica por el otro extremo. A medida que la presin aumenta, el tubo tiende a adquirir una seccin circular y enderezarse. El movimiento del extremo libre (cerrado) mide la presin interior y provoca el movimiento de la aguja. El principio fundamental de que el movimiento del tubo es proporcional a la presin fue propuesto por el inventor francs Eugene Burdon en el siglo XIX. Los manmetros Burdon se utilizan tanto para presiones manomtricas que oscilan entre 0-1 Kg/cm2 como entre 0-10000 Kg/cm2 y tambin para vaco. Las aproximaciones pueden ser del 0.1 al 2% de la totalidad de la escala, segn el material, el diseo y la precisin de las piezas. El elemento sensible del manmetro puede adoptar numerosas formas. Las ms 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. Tambin se emplea mucho en algunos indicadores elctricos de presin, en los que es permisible o deseable un pequeo movimiento de la aguja. El campo de aplicacin es de unos 1500 Kg/cm2. Las formas espiral y helicoidal se utilizan en instrumentos de control y registro con un movimiento ms amplio de la aguja o para menores esfuerzos en las paredes. Los elementos en espiral permiten un campo de medicin de 0.300 Kg/cm2, y los helicoidales hasta 10000 kg/cm2. A menudo se prefiere el tubo torcido, consistente y compacto, especialmente para los indicadores elctricos de presin. Los tubos Burdon se presentan en una serie de aleaciones de cobre y en aceros inoxidables al cromo nquel. En ciertos aspectos las aleaciones de cobre dan mejor resultado, pero los aceros inoxidables ofrecen mayor resistencia a la corrosin. Tambin se utilizan tubos de aleacin hierro-nquel, debido a que tienen un coeficiente de dilatacin muy pequeo, que hace que la lectura d la presin no est influida por la temperatura del instrumento. Los instrumentos mecnicos y neumticos con elementos Burdon permiten una aproximacin del 0.5% de la escala. Si se precisa mayor exactitud se emplean indicadores elctricos. Los manmetros Burdon miden la diferencia entre la presin interior y la exterior del tubo. Como la presin exterior suele ser la atmosfrica, el manmetro indica la diferencia existente entre la presin medida y la presin atmosfrica, es decir la presin manomtrica. El manmetro Burdon es el instrumento industrial de medicin de presiones ms generalizado, debido a su bajo costo, su suficiente aproximacin y su duracin.

b. Manmetro de columna de lquido Doble columna lquida utilizada para medir la diferencia entre las presiones de dos fluidos. El manmetro de columna de lquido es el patrn base para la medicin de pequeas diferencias de presin. Las dos variedades principales son el manmetro de tubo de vidrio, para la simple indicacin de la diferencia de las presiones, y le manmetro de mercurio con recipiente metlico, utilizado para regular o registrar una diferencia de presin o una corriente de un lquido. Los tres tipos bsicos de manmetro de tubo de vidrio son el de tubo en U, los de tintero y los de tubo inclinado, que pueden medir el vaco o la presin manomtrica dejando una rama abierta a la atmsfera. Manmetro de tubo en U: Si cada rama del manmetro se conecta a distintas fuentes de presin, el nivel del lquido aumentara en la rama a menor presin y disminuir en la otra. La diferencia entre los niveles es funcin de las presiones aplicadas y del peso especfico del lquido del instrumento. El rea de la seccin de los tubos no influye en la diferencia de niveles. Normalmente se fija entre las dos ramas una escala graduada para facilitar las medidas. Los tubos en U del micro-manmetro se hacen con tubos en U de vidrio calibrado de precisin, un flotador metlico en una de las ramas y un carrete de induccin para sealar la posicin del flotador. Un indicador electrnico potencimetro puede sealar cambios de presin hasta de 0.01 mm de columna de agua. Estos aparatos se usan solo como patrones de laboratorio.

c. Manmetro de tintero Una de las ramas de este tipo de manmetro tiene un dimetro manmetro relativamente pequeo; la otra es un depsito. El rea de la seccin recta del depsito puede ser hasta 1500 veces mayor que la de la rema manmetro, con lo que el nivel del depsito no oscila de manera apreciable con la manmetro de la presin. Cuando se produce un pequeo desnivel en el depsito, se compensa mediante ajustes de la escala de la rama manmetro. Entonces las lecturas de la presin diferencial o manomtrica pueden efectuarse directamente en la escala manmetro. Los barmetros de mercurio se hacen generalmente del tipo de tintero.

d. Manmetro de tubo inclinadoSe usa para presiones manomtricas inferiores a 250mm de columna de agua. La rama larga de un manmetro de tintero se inclina con respecto a la vertical para alargar la escala. Tambin se usan manmetros de tubo en U con las dos ramas inclinadas para medir diferenciales de presin muy pequeas. Si bien los manmetros de tubo de vidrio son precisos y seguros, no producen un movimiento mecnico que pueda gobernar aparatos de registro y de regulacin. Para esta aplicacin de usan manmetros de mercurio del tipo de campana, de flotador, o de diafragma. Los manmetros de tubo en U y los de depsito tienen una aproximacin del orden de 1mm en la columna de agua, mientras que el de tubo inclinado, con su columna ms larga aprecia hasta 0.25mm de columna de agua. Esta precisin depende de la habilidad del observador y de la limpieza del lquido y el tubo.

e. Manmetros DiferencialLas etapas o pasos que se utilizan en elclculode diferencia de presiones son: Numero de "puntos estratgicos" indicados por los niveles de contacto de los fluidos. Se requiere cierta prctica para escoger los puntos que permitan los clculos ms sencillos. A partir de la carga de presin incgnita P/ h en uno de los puntos extremos, escrbase una suma algebraica continua de cargas , pasando de un punto a otro e igualando la suma continua a la carga incgnita P / h en el otro extremo. Resulvase la ecuacin para la diferencia de cargas, de presin yredzcase a diferencias de presin si se desea.

3. Presin Absoluta y Presin RelativaLa intensidad de la presin medida por encima del cero absoluto se denomina presin absoluta. Evidentemente es imposible una presin absoluta negativa. Por lo comn los manmetros se disean para medir intensidades de presin por encima o por debajo de la presin atmosfrica, que se emplea como base.Las presiones medidas en este modo se denominan presiones relativas o manomtricas. Las presiones manomtricas negativas indican la cantidad de vaco y en condiciones normales; al nivel del mar; son posible presiones de hasta 14,7 litros por pulgadas cuadradas (pero no ms bajos) (-1atmsfera). La presin absoluta es siempre igual a la manomtrica ms la atmosfrica.Pabsoluta = Pmanomtrica + PatmosfricaLas presiones absolutas se miden en ocasiones en "atmsferas" estndar, as, una atmsfera = 14,7 lb/pulg abs = presin manomtrica cero; 3 atmsferas = 44,1 lb / pulg abs = 29,4 lb / pulg manomtricas.4. Presin BaromtricaEs la presin o el peso que ejerce la atmsfera en un punto determinado. La medicin puede expresarse en varias unidades de medidas: hectopascales, milibares, pulgadas o milmetros demercurio(Hg). Tambin se conoce como presin atmosfrica

V. METODOLOGA Y PROCEDIMIENTO1. METODOLOGIA: La metodologa utilizada es la experimental ya que hemos hecho uso de diferentes objetos para la construccin de nuestro manmetro.

2. PROCEDIMIENTO: Definimos la formas para la construccin del manmetro (formas de U), Elegimos el orden de los lquidos a usar en el manmetro. Colocamos las jeringas en los extremos de las mangueras.

La madera la cubrimos con papel blanco para que tenga una mejor presentacin.

Luego pegamos las mangueras con cinta adhesiva a la madera, seguidamente colocamos una cinta mtrica al costado de las mangueras.

Introducimos los lquidos manomtricos: agua, aceite y gasolina en las mangueras.

Como resultado tendremos el manmetro diferencial.

VI. RESULTADOS Y DISCUSIN

Datos: Peso especfico del aceite Peso especfico del agua + colorante Densidad de la gasolina Realizamos la ecuacin, para hallar la diferencia de presiones:

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se analiz el comportamiento del manmetro diferencial notndose que en el solo se puede utilizar una vez para calcular la diferencia de presiones. El comportamiento del manmetro se basa en funcin de alturas y pesos especficos de los fluidos. La diferencia de presiones se calcula teniendo en cuenta las medidas tomadas en el manmetro, adems de conocer los pesos especficos o densidad de los fluidos. Se obtuvo como diferencia de presiones la siguiente ecuacin:

Se recomienda trabajar en un ambiente adecuado para un mejor trabajo experimental.

VIII. BIBLIOGRAFA

http://es.wikipedia.org/wiki/Man%C3%B3metro http://lv.cujae.edu.cu/catalogo/item/8-manometr%C3%ADa http://www.slideshare.net/n.ando/mecnica-de-los-fludospresion http://www.slideshare.net/2marco3/manometro http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/medidores/manometro/manometro.html http://www.monografias.com/trabajos15/manometros/manometros.shtml#ixzz3bwO8nMFO Fundamentos de Mecnica de Fluidos, segunda edicin, P. Gerhart, R. Gross, J. Hochtein, Addison-Wesley Iberoamericana. USA 1995.

MANOMETRAMCS. ING. JOS HILARIO, LONGA LVAREZ