Laboratorio de TermodinamicaPráctica # 1

Manometros

1. Objetivos.

Introducir al estudiante en el manejo de los diversos instrumentos y equipos de medicion de presion.

Construir un manometro tipo tubo en “U”. Construir un manometro inclinado a partir de un tubo de plastico, una regla graduada y un transportador.

2. Materiales.

2 metros de mangera transparente de 5mm de diametro interior 1 tablero de venesta 40cmx1m Abrazaderas Hojas de papel milimetrado Tinta roja o azul

3. Fundamento Teorico.

Tubo en U.

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 específico 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 del 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.Un manoscopio o manómetro es un instrumento de medición que sirve para medir la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Existen, básicamente, dos tipos: los de líquidos y los metálicos.Los manómetros de líquidos emplean, por lo general, como líquido manométrico el mercurio, que llena parcialmente un tubo en forma de U. El tubo puede estar abierto por ambas ramas o abierto por una sola. En ambos casos la presión se mide conectando el tubo al recipiente que contiene el fluido por su rama inferior abierta y determinando el desnivel h de la columna de mercurio entre ambas ramas. Si el manómetro es de tubo abierto es necesario tomar en cuenta la presión atmosférica p0 en la ecuación:p = p0 ± ρ.g.h

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Si es de tubo cerrado, la presión vendrá dada directamente por p = ρ.g.h. Los manómetros de este segundo tipo permiten, por sus características, la medida de presiones elevadas.En los manómetros metálicos la presión da lugar a deformaciones en una cavidad o tubo metálico, denominado tubo de Bourdon en honor a su inventor. Estas deformaciones se transmiten a través de un sistema mecánico a una aguja que marca directamente la presión sobre una escala graduada.

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.Se llena el recipiente y el tubo por vasos comunicantes con un liquido manometrico de densidad D hasta el nivel origen de lecturas. Luego se conecta el recipiente al punto de presion p1 y el tubo inclinado al de presión p2 < p1 con lo cual bajara el nivel en el recipiente hasta el valor h1 y subira el nivel en el tubo a h2. La diferencia de presión será: p1 - p2 = g D (h1 + h2) (1) 

Al ser el líquido incompresible se cumple S1 h1 = S2 h2 por lo que: h1 + h2 = h2( 1 + h1/h2) = h2 (1+ S2/S1) = h2 K (2) 

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Al ser el tubo inclinado sen A = h2 / L (3) siendo L la longitud que el liquido se desplazó medido sobre el tubo. Despejando h1 de (3) y reemplazando en (2) resulta: h1 + h2 = K sen A L (4) y finalmente reemplazando en (1) se tendrá: 

p1 - p2 = g D K sen A L = C L 

donde C= g D K sen A agrupa todos los terminos que permanecen  constantes. Es decir que este instrumento permite calcular la diferencia de presión midiendo sobre el tubo inclinado la longitud L que se desplaza el fluido manometrico y multiplicando ese valor por una constante del instrumento. La gran ventaja de este manometro es que haciendo pequeño el ángulo y por consiguiente seno A podemos hacer que C sea pequeño y tener una gran sensibilidad para medir presiones muy pequeñas.

4. Calculos.

Manometro en U.

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Manometro Inclinado.

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