UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA-ENERGIALABORATORIO DE MECNICA DE FLUIDOS 1

TRABAJO:

Informe TcnicoTEMA:Calibracin y Contrastacin de ManmetroPROFESOR:

Ing. Juan Palomino C.

G. HORARIO:

03LALUMNOS(S):

Ortega Vargas, Jos J.

030107-I

Villacrez Espinoza Richard G.

030108-EYauri Pastrana Jos

030830-B

CALLAO PER

I. Introduccin:

El control de la presin en los procesos industriales da condiciones de operacin seguras. Cualquier recipiente o tubera posee cierta presin mxima de operacin y de seguridad variando este, de acuerdo con el material y la construccin. Las presiones excesivas no solo pueden provocar la destruccin del equipo, si no tambin puede provocar la destruccin del equipo adyacente y ponen al personal en situaciones peligrosas, particularmente cuando estn implcitas, fluidos inflamables o corrosivos. Para tales aplicaciones, las lecturas absolutas de gran precisin con frecuencia son tan importantes como lo es la seguridad extrema.

Por otro lado, la presin puede llegar a tener efectos directos o indirectos en el valor de las variables del proceso (como la composicin de una mezcla en el proceso de destilacin). En tales casos, su valor absoluto medio o controlado con precisin de gran importancia ya que afectara la pureza de los productos ponindolos fuera de especificacin.

La presin puede definirse como una fuerza por unidad de rea o superficie, en donde para la mayora de los casos se mide directamente por su equilibrio directamente con otra fuerza, conocidas que puede ser la de una columna liquida un resorte, un embolo cargado con un peso o un diafragma cargado con un resorte o cualquier otro elemento que puede sufrir una deformacin cualitativa cuando se le aplica la presin.

Tenemos que:

La relacin de los diferentes tipos de presin se expresa en la figura siguiente:

Presin Absoluta

Es la presin de un fluido medido con referencia al vaco perfecto o cero absoluto. La presin absoluta es cero nicamente cuando no existe choque entre las molculas lo que indica que la proporcin de molculas en estado gaseoso o la velocidad molecular es muy pequea. Ester termino se creo debido a que la presin atmosfrica varia con la altitud y muchas veces los diseos se hacen en otros pases a diferentes altitudes sobre el nivel del mar por lo que un termino absoluto unifica criterios.

Presin Atmosfrica

El hecho de estar rodeados por una masa gaseosa (aire), y al tener este aire un peso actuando sobre la tierra, quiere decir que estamos sometidos a una presin (atmosfrica), la presin ejercida por la atmsfera de la tierra, tal como se mide normalmente por medio del barmetro (presin baromtrica). Al nivel del mar o a las alturas prximas a este, el valor de la presin es cercano a 14.7 lb/plg2 (101,35Kpa), ,disminuyendo estos valores con la altitud.

Presin Manomtrica

Son normalmente las presiones superiores a la atmosfrica, que se mide por medio de un elemento que se define la diferencia entre la presin que es desconocida y la presin atmosfrica que existe, si el valor absoluto de la presin es constante y la presin atmosfrica aumenta, la presin manomtrica disminuye; esta diferencia generalmente es pequea mientras que en las mediciones de presiones superiores, dicha diferencia es insignificante, es evidente que el valor absoluto de la presin puede abstenerse adicionando el valor real de la presin atmosfrica a la lectura del manmetro.

La presin puede obtenerse adicionando el valor real de la presin atmosfrica a la lectura del manmetro.

Presin Absoluta = Presin Manomtrica + Presin Atmosfrica.

Vaco

Se refiere a presiones manomtricas menores que la atmosfrica, que normalmente se miden, mediante los mismos tipos de elementos con que se miden las presiones superiores a la atmosfrica, es decir, por diferencia entre el valor desconocido y la presin atmosfrica existente. Los valores que corresponden al vaco aumentan al acercarse al cero absoluto y por lo general se expresa a modo de centmetros de mercurio (cmHg), metros de agua, etc.

De la misma manera que para las presiones manomtricas, las variaciones de la presin atmosfrica tienen solo un efecto pequeo en las lecturas del indicador de vaco.

Sin embargo, las variaciones pueden llegar a ser de importancia, que todo el intervalo hasta llegar al cero absoluto solo comprende 760 mmHg.

Medida de la presin. Manmetro

Para medir la presin empleamos un dispositivo denominado manmetro. Como A y B estn a la misma altura la presin en A y en B debe ser la misma. Por una rama la presin en B es debida al gas encerrado en el recipiente. Por la otra rama la presin en A es debida a la presin atmosfrica ms la presin debida a la diferencia de alturas del lquido manomtrico.

p=p0+ gh

II. OBJETIVOS:

Familiarizarse con los instrumentos medidores de presin y calibrar un manmetro tipo Bourdon usando el probador de peso muerto Amsier y graficar las curvas de calibracin.

III. Fundamento Terico:

Mtodos para la Medicin de Presiones:

a. Equilibrando la presin medida con una columna lquida.b. Deformacin slida ocasionada por la presin que se mida.c. Mtodo de una fuerza sobre un rea.A. Manmetros de columna liquida.

En este tipo de manmetros es suficiente conocer la altura d0 de columna y el peso especifico del liquido para conocer la presin que reina en el recipiente.

Pman = (h

Se utiliza diversos lquidos como: agua, aceite, tetracloruro de carbono, mercurio, etc.

Manmetro de Tubo en U:

Los instrumentos utilizados para medir presin reciben la denominacin: "manmetros".

La forma ms tradicional de medir presin en forma precisa utiliza un tubo de vidrio en forma de "U", donde se deposita una cantidad de lquido de densidad conocida (para presiones altas, se utiliza habitualmente mercurio para que el tubo tenga dimensiones razonables; sin embargo, para presiones pequeas el manmetro en U de mercurio sera poco sensible).

Este tipo de manmetros tiene una ganancia que expresa la diferencia de presin entre los dos extremos del tubo mediante una medicin de diferencia de altura (es decir, una longitud).

La ganancia se puede obtener analticamente, de modo que este tipo de manmetros conforma un estndar de medicin de presin. Si el gas sobre el lquido en ambos extremos del manmetro fuese de densidad despreciable frente a la del lquido, si el dimetro del tubo es idntico en ambas ramas, si la presin en los extremos fuesen P1 y P2, si el lquido (a la temperatura de operacin) tuviese densidad , si la diferencia de altura fuese h, entonces la diferencia de presiones estar dada por:

P2-P1=P=gh.Cul ser la ecuacin si la densidad del fluido superior no fuese despreciable?

No es difcil obtener expresiones para este tipo de manmetros en condiciones de operacin en las que sobre el lquido de alta densidad est otro lquido, de densidad no despreciable.

El manmetro en forma de "U" conforma, segn se especific, un sistema de medicin ms bien absoluto y no depende, por lo tanto, de calibracin. Esta ventaja lo hace un artefacto muy comn. Su desventaja principal es la longitud de tubos necesarios para una medicin de presiones altas y, desde el punto de vista de la instrumentacin de procesos, no es trivial transformarlo en un sistema de transmisin remota de informacin sobre presin.

B. Manmetros de Deformacin Slida

Manmetro de Tubo de Bourdon:

Para cualquier tipo de carga, la relacin entre la carga y la deformacin es una constante del material, conocida como el mdulo de Young:

E = Carga/e .

Por ende, si la constante de deformacin es conocida, se puede obtener la carga segn:

Carga = E * e

De modo que frente a deformaciones pequeas de materiales elsticos, ser posible obtener una cuantificacin reproducible de las cargas (fuerzas) solicitantes.

El manmetro de Bourdon depende, precisamente, de la elasticidad de los materiales utilizados en su construccin. Este manmetro, tal vez el ms comn en plantas de procesos que requieran medicin de presiones, consiste de un tubo metlico achatado y curvado en forma de "C", abierto slo en un extremo (ver figura).

Al aplicar una presin al interior del tubo (se le infla, por ejemplo) la fuerza generada en la superficie (rea) exterior de la "C" es mayor que la fuerza generada en la superficie interior, de modo que se genera una fuerza neta que deforma la "C" hacia una "C" ms abierta. Esta deformacin es una medicin de la presin aplicada y puede trasladarse a una aguja indicadora tanto como a un sistema de variacin de resistencia o campos elctricos o magnticos.

Barmetros:

El barmetro es el aparato con el que se mide la presin atmosfrica. Como en el caso de los manmetros, los hay tambin de mercurio y metlicos. Los primeros se basan en el dispositivo utilizado por Torricelli en sus experimentos. El llamado barmetro de fortn es, de hecho, una reproduccin mejorada del aparato de Torricelli. Su cubeta posee un fondo compuesto de un material flexible, por lo que puede ser alterado mediante un tornillo auxiliar con el fin de conseguir ajustar el nivel del mercurio de la cubeta al cero de la escala graduada cada vez que se efecta una medida. Los barmetros de sifn son simples manmetros de tubo cerrado en los cuales la rama corta del tubo en J hace las veces de cubeta y la rama larga de tubo de Torricelli.

Barmetro de FortnCaractersticas: El barmetro de Fortn funciona, al igual que el de cubeta, por el principio de Torricelli, mas su mejora consiste en eliminar el problema de la variacin del cero del que adolece el segundo. El fondo de la cubeta es mvil, ya que esta formado por una bolsa de gamuza que gracias a un tornillo, solidario al mismo, puede subir o bajar. Antes de efectuar la medicin se ajusta el instrumento, subiendo o bajando el fondo de la cubeta y enrasando el nivel de mercurio con un una punta fija de marfil que marca el cero de la escala. De esta mera se elimina la variacin de nivel de la cubeta por la diferencia de altura de la columna. El aparato, lleva asociado un termmetro (desaparecido) que serva para efectuar correcciones por dilatacin del mismo. Es un instrumento de gran precisin mas por los ajustes delicados que son requeridos es solo posible de ser usado en laboratorios o estaciones fijas.

Para mejorar la exactitud se deben tener en cuenta:

Temperatura

Gravedad

Altitud

Correccin de calibracin con un patrn.

Calibracin de Manmetros:

Los manmetros que ms comnmente requieren de calibracin son los Barmetros de Bourdon y diafragmas que pueden calibrarse mediante un calibrador de peso muerto.

Calibrador de Peso Muerto:

Utilizado para la calibracin. El manmetro calibrado, se coloca sin que entre el aceite en el. Este calibrador posee dos cmaras conectadas mediante vlvulas, la cmara superior tiene dos ramales en uno de los cuales se instalar el manmetro a calibrar y el otro de los ramales posee un pistn sobre el cual pueden colocarse pesas. La cmara inferior posee un mbolo que es accionado por una manivela. El rea del pistn se conoce y as se sabe inmediatamente la presin verdadera que actu en el manmetro. En el mbolo, la manivela permite ajustar el nivel del pistn. El pistn debe flotar 1cm por encima de su asiento. Se debe llenar el convertidor con aceite y accionar las vlvulas de purga que eliminan el aire del probador. El valor del peso del pistn impreso en su superficies incluye el peso por efecto de la presin de la pequea columna de aceite, cuando esta fluye a 1cm de su asiento.

Tipos de Medidores de Presin

Los instrumentos para medicin de presin pueden ser indicadores, registradores, transmisores y controladores, y pueden clasificarse de acuerdo a lo siguiente:

Tipo de ManmetroRango de Operacin

M. de Ionizacin0.0001 a 1 x 10-3 mmHg ABS

M. de Termopar 1 x 10-3 a 0.05 mmHg

M. de Resistencia1 x 10-3 a 1 mmHg

M. Mc. Clau1 x 10-4 a 10 mmHg

M. de Campana Invertida0 a 7.6 mmH2O

M. de Fuelle Abierto13 a 230 cmH2O

M. de Cpsula2.5 a 250 mmH2O

M. de Campana de Mercurio(LEDOUX) 0 a 5 mts H2O

M. "U"0 a 2 Kg/cm2

M. de Fuelle Cerrado0 a 3 Kg/cm2

M. de Espiral0 a 300 Kg/cm2

M. de Bourdon tipo "C"0 a 1,500 Kg/cm2

M. Medidor de esfuerzos (stren geigs)7 a 3,500 Kg/cm2

M. Helicoidal0 a 10,000 Kg/cm2

MEDIDAS DE PRESION

Unidades y clases de presin: La presin es una fuerza por unidad de superficie y puede expresarse en unidades tales como pascal, bar, atmsferas, kilogramos por centmetro cuadrado y psi (libras por pulgada cuadrada). En l Sistema Internacional (S.I.) esta normalizada en pascal de acuerdo con las Conferencias Generales de Pesas y Medidas que tuvieron lugar en Paris en octubre de 1967 y 1971, y segn la Recomendacin Internacional nmero 17, ratificada en la III Conferencia General de la Organizacin Internacional de Metrologia Legal. El pascal es 1 newton por metro cuadrado (1 N/m), siendo el newton la fuerza que aplicada a un cuerpo.

Tabla 1 de unidades de presin

IV. Equipos e Instrumentos:

Calibrador de peso muerto que consta de:

Conexin para el manmetro a calibrar

Embolo para ejercer presin en el calibrador

Pistn Portapesas

Juego de pesas en bar

Manmetro

Calibrador de manmetro de precisin:

Este instrumento permite calibrar con precisin medidores de presin con intervalos de 1 - 300 bar.Pruebas posibles

Calibracin de manmetros por el mtodo del peso muerto, con precisin superior al 0,015% de la lectura

Pistones duales permiten la calibracin en un amplio intervalo de presiones DescripcinLos medidores de peso muerto constituyen el estndar primario bsico usado en todo el mundo para la calibracin precisa de manmetros, transductores de presin, etc.

El equipo es autnomo y porttil, de manera que es posible usarlo tanto en demostraciones en el aula, como de calibrador maestro en el laboratorio.

El instrumento combina un intervalo de presin alto y uno bajo, proporcionados por dos unidades de pistn de diferente rea efectiva.

La precisin de la calibracin es del 0,015% de la lectura. Se suministra un certificado de laboratorio de calibracin para cada pistn, y un certificado trazable de precisin global.

La presin del sistema es producida por un ariete hidrulico accionado por cabestrante, equilibrado por un peso muerto que acta sobre un pistn de rea conocida. Se utiliza aceite como fluido hidrulico. La presin desarrollada es aplicada al indicador a calibrar.

Se proporciona un nivel de burbuja y patas ajustables para permitir la nivelacin del instrumento por el operador. Un indicador de flotacin montado en la placa superior elimina la incertidumbre al flotar el pistn.

El instrumento se suministra completo con los pesos necesarios y un estuche de transporte acolchado. Se incluyen adaptadores BSP y NPT hembra de 1/8", 1/4", 3/8", 1/2", con juntas de repuesto y una cantidad de aceite.

(Manmetro no suministrado). Especificacin para pedidos

Calibrador de manmetros de precisin por peso muerto, porttil y autnomo. Calibra indicadores en el intervalo de 1-300 bar con una precisin de 0.015% de la lectura. Suministrado completo con certificado de laboratorio de calibracin, pesos necesarios y estuche. El incremento de peso estndar mnimo es de 0,05bar. Dimensiones totalesLongitud: 430mm

Anchura: 280mm

Profundidad: 220mmEspecificacin de transporte

Volumen: 0,5m3Peso bruto: 70kg

V. Procedimiento: Inicialmente se llena la cmara inferior de aceite y se instala en un ramales manmetro y en el otro el pistn

A continuacin se bombea el aceite de la cmara inferior a la cmara superior mediante el pistn de doble efecto.

Una vez llena de aceite la cmara superior se colocan las pesas sobre el pistn, el cual ofrece una presin a travs del aceite hacia el otro ramal que es aqul donde reencuentran el manmetro.

La presin ejercida por el pistn puede aumentarse aumentando simplemente el nmero de pesas; luego disminuirse quitndolas.

Con las presiones por el pistn puede aumentarse aumentando simplemente nmero de pesas; luego disminuirse quitndolas.

Ser necesario tomar un promedio de 10 a 15 lecturas. Despus de alcanzar la ultima lectura se comienza a disminuir los pasos en los intervalos sucesivos o iguales a las anteriores, debido a que el manmetro puede tener juego muerto, es siempre necesario que las lecturas se tomen con la presin, aumentando o disminuyendo en marcha constante y uniforme paso a paso.

Antes de anotar una lectura, pistn y sus pesos se hacen girar suavemente y se golpea ligeramente el manmetro para eliminar cualquier friccin que puede haber.

Finalmente para retirar el manmetro se retiran las pesas y se abre la vlvula que permite el paso de aceite de la cmara superior a la inferior, eliminando la presin en dichas cmara y esto permite retirar libremente el manmetro pues en caso contrario se producir un derramamiento del aceite.

VI. Tabulacin de Resultados:Pre. VerdaderaLectura AscLectura DesLectura Prom.Error%Error

11.251.41.3250.32524.53

22.252.32.2750.27512.09

33.43.33.350.3510.45

44.44.44.40.49.09

55.45.255.3250.3256.10

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8.89.599.250.454.86

9.39.99.59.70.44.12

9.810.410.410.40.65.77

VII. Resultados y Curvas:

VIII. Conclusiones y Recomendaciones: Los instrumentos industriales de medicin de presin son una parte muy importante para las industrias de proceso en general de hoy en da.

Tienen su campo de aplicacin que es amplio y abarca desde valores muy bajos (vaco) hasta presiones muy altas. Los instrumentos de presin se dividen en tres grupos: Mecnicos, Neumticos, Electromecnicos Electrnicos.

Al conocer los instrumentos de medida de presin, su mantencin tiene un objetivo indispensable para que la planta funcione sin paros no programados e intempestivos.

Los instrumentos de Medicin de Presin permiten garantizar la calidad y Competitividad de los productos fabricados en una planta industrial obteniendo una materia prima de gran calidad para el mercado.

IX. Bibliografa:

www.indutecnica.cl

www.dvingenieria.com

www.teste.es

www.sc.ehu.es

www.wike.es

www.lafacu.com

www.mooreproducts.com

http://cipres.cec.uchile.cl/~iq54a/apuntes/instrumentos/10_manom_u/manom_u.html

http://cipres.cec.uchile.cl/~iq54a/apuntes/instrumentos/11_bourdon/bourdon.html

http://jacintoarbol17.tripod.com/id4.html

http://www.armfield.co.uk/esp_f4_datasheet.html EMBED PBrush

EMBED PBrush

_1210834584.xlsGrfico1

1.251.4

2.252.3

3.43.3

4.44.4

5.45.25

6.46.5

7.57.5

8.58.4

9.59

9.99.5

10.410.4

Lect. Asc

Lect Des.

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Pre. VerdaderaLectura AscLectura DesLectura Prom.Error%Error

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22.252.32.2750.27512.09

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44.44.44.40.49.09

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77.57.57.50.56.67

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8.89.599.250.454.86

9.39.99.59.70.44.12

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0.325

0.275

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0.4

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9.0909090909

6.103286385

6.976744186

6.6666666667

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4.1237113402

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11.251.41.3250.32524.53

22.252.32.2750.27512.09

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