Fluidos

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FLUIDOS Presión absoluta: Es la presión de un fluido medido con referencia al vacío perfecto o cero absoluto. La presión absoluta es cero únicamente cuando no existe choque entre las moléculas lo que indica que la proporción de moléculas en estado gaseoso o la velocidad molecular es muy pequeña. Este término se creo debido a que la presión atmosférica varia con la altitud y muchas veces los diseños se hacen en otros países a diferentes altitudes sobre el nivel del mar por lo que un termino absoluto unifica criterios. La presión puede obtenerse adicionando el valor real de la presión atmosférica a la lectura del manómetro. Presión Absoluta = Presión Manométrica + Presión Atmosférica. Presión manométrica: Representa la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica. Son normalmente las presiones superiores a la atmosférica, que se mide por medio de un elemento denominado manómetro que se define la diferencia entre la presión que es desconocida y la presión atmosférica que existe, si el valor absoluto de la presión es constante y la presión atmosférica aumenta, la presión manométrica disminuye; esta diferencia generalmente es pequeña mientras que en las mediciones de presiones superiores, dicha diferencia es insignificante, es evidente que el valor absoluto de la presión puede abstenerse adicionando el valor real de la presión atmosférica a la lectura del manómetro. Presión atmosférica: 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 presión (atmosférica), la presión ejercida por la atmósfera de la tierra, tal como se mide normalmente por medio del barómetro (presión barométrica). Al nivel del mar o a las alturas próximas a este, el valor de la presión es cercano a 14.7 lb/plg2 (101,35Kpa), disminuyendo estos valores con la altitud. Unidades de medida: Sistema internacional de unidades Gigapascal (GPa), 109 Pa Megapascal (MPa), 106 Pa Kilopascal (kPa), 103 Pa Pascal (Pa), unidad derivada de presión del SI, equivalente a un newton por metro cuadrado ortogonal a la fuerza.pico Sistema cegesimal

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Conceptos básicos sobre fluidos, presión, etc.

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Page 1: Fluidos

FLUIDOSPresión absoluta:

Es la presión de un fluido medido con referencia al vacío perfecto o cero absoluto. La presión absoluta es cero únicamente cuando no existe choque entre las moléculas lo que indica que la proporción de moléculas en estado gaseoso o la velocidad molecular es muy pequeña. Este término se creo debido a que la presión atmosférica varia con la altitud y muchas veces los diseños se hacen en otros países a diferentes altitudes sobre el nivel del mar por lo que un termino absoluto unifica criterios.

La presión puede obtenerse adicionando el valor real de la presión atmosférica a la lectura del manómetro.

Presión Absoluta = Presión Manométrica + Presión Atmosférica.

Presión manométrica:

Representa la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica. Son normalmente las presiones superiores a la atmosférica, que se mide por medio de un elemento denominado manómetro que se define la diferencia entre la presión que es desconocida y la presión atmosférica que existe, si el valor absoluto de la presión es constante y la presión atmosférica aumenta, la presión manométrica disminuye; esta diferencia generalmente es pequeña mientras que en las mediciones de presiones superiores, dicha diferencia es insignificante, es evidente que el valor absoluto de la presión puede abstenerse adicionando el valor real de la presión atmosférica a la lectura del manómetro.

Presión atmosférica:

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 presión (atmosférica), la presión ejercida por la atmósfera de la tierra, tal como se mide normalmente por medio del barómetro (presión barométrica). Al nivel del mar o a las alturas próximas a este, el valor de la presión es cercano a 14.7 lb/plg2 (101,35Kpa), disminuyendo estos valores con la altitud.

Unidades de medida:

Sistema internacional de unidades

Gigapascal (GPa), 109 Pa

Megapascal (MPa), 106 Pa

Kilopascal (kPa), 103 Pa

Pascal (Pa), unidad derivada de presión del SI, equivalente a un newton por metro cuadrado ortogonal a la fuerza.pico

Sistema cegesimal

Baria

Sistema técnico gravitatorio

Kilogramo-fuerza por centímetro cuadrado (kgf/cm2)

Gramo-fuerza por centímetro cuadrado (gf/cm2)

Kilogramo-fuerza por decímetro cuadrado (kgf/dm2)

Sistema técnico de unidades

Metro de columna de agua (m.c.a.), unidad de presión básica de este sistema

Centímetro columna de agua

Milímetro columna de agua (mm.c.d.a.)

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Atmósfera técnica, igual a 10 m.c.a.

Sistema inglés

KSI = 1000 PSI

PSI, unidad de presión básica de este sistema, que es una libra fuerza por pulgada cuadrada (lbf/in2)

Sistema técnico inglés

Pie columna de agua: un pie columna de agua es equivalente a 0,433 (lbf/ft2), 2,989 kilo pascals (kPa), 29,89 milibars (mb) o 0,882 (pulgadas de Hg)

Pulgada columna de agua

Otros sistemas de unidades distintas

Atmósfera (atm) = 101325 Pa = 1013,25 mb = 760 mmHg

Milímetro de mercurio (mmHg) = Torricelli (Torr)

Pulgadas de mercurio (pulgadas Hg)

Bar

Conversiones y equivalencias

Unidades de Presión

  pascal(Pa)

bar(bar)

milibar(mbar)

atmósfera técnica

(at)

atmósfera(atm)

torr(Torr)

libra-fuerza por

pulgada cuadrada

(psi)

1 Pa ≡ 1 N/m2 10−5 10−2 1,0197×10−5 9,8692×10−6 7,5006×10−3 145,04×10−6

1 bar 100.000≡

106 dyn/cm2 103 1,0197 0,98692 750,06 14,5037744

1 mbar

100 10−3 ≡ hPa 0,0010197 0,00098692 0,75006 0,0145037744

1 at 98.066,5 0,980665 980,665 ≡ 1 kgf/cm2 0,96784 735,56 14,223

1 atm 101325 1,01325 1.013,25 1,0332 ≡ 1 atm 760 14,696

1 torr 133,322 1,3332×10−3 1,3332 1,3595×10−3 1,3158×10−3 ≡ 1 Torr; ≈ mm Hg

19,337×10−3

1 psi 6,894×103 68,948×10−3 68,948 70,307×10−3 68,046×10−3 51,715 ≡ 1 lbf/in2

Page 3: Fluidos

Ejemplo: 1 Pa = 1 N/m2 = 10−5 bar = 10−2 mbar = 1,0197×10−5 at = 9.8692×10−6 atm, etc.

Nota: Las siglas PSI proceden de "Pound-force per Square Inche" = "libra-fuerza por pulgada cuadrada".

Ecuación que relacione la Presión atmosférica con la altura

Se conoce como Ley Barométrica y relaciona las variaciones de presión con los incrementos de altitud:

P = Po . e^(-M g ∆h / RT)

P = presión a la altura que deseamos conocer

Po = presión a una altura inferior

M = masa molecular (en general, constante para la troposfera)

g = aceleración de la gravedad (se toma como constante porque varía muy poco dentro de las alturas atmosféricas)

∆h = incremento de altura respecto al punto donde medimos la otra presión Po

R = constante de los gases nobles

T = Temperatura media entre las dos altitudes (debe ser media porque hay grandes diferencia entre altitudes, hasta 6,5º C por kilómetro)

Esta ley nos permite conocer la presión P conociendo la Po que había a una altura diferente.

Instrumentos de medida de presión:

Tubo bourdon:

El tubo de Bourdon es un tubo de sección cilíndrica que forma un anillo casi completo, cerradopor un extremo como se muestra en la imagen.

Al aumentar la presión en el interior del tubo, éste tiende a enderezarse y el movimiento estransmitido a la aguja indicadora. El material de que está hecho es, normalmente, aceroinoxidable o una aleación de cobre y algunas veces, alguna aleación especial.El manómetro de Bourdon utiliza el principio de que un tubo aplanado tiende a cambiar a una esección más circular cuando se presuriza. A pesar de este cambio en la sección transversalpuede ser apenas perceptible, y por lo tanto la involucra un estrés moderado, la tensión delmaterial del tubo se ve magnificado por la forma del tubo en C o incluso una helicoidal, por ejemplo que todo el tubo tiende a enderezarse o desenrollarse a medida que se

Medidor diferencial: El medidor de presión diferencial consiste en un diafragma en contacto con el líquido del tanque, que mide la presión hidrostática en un punto del fondo del tanque. En un tanque abierto esta presión es proporcional a la altura del líquido en ese punto y a su peso especifico. Es decir: P=H γ g en la que:

Page 4: Fluidos

P = Presión

H = altura de líquido sobre el instrumento

= densidad del líquidoγ

g = 9,8 m/s2

El diafragma forma parte de un transmisor neumático, electrónico o digital de presión diferencial semejante a los transmisores de caudal de diafragma.

Transductores de presión: Los sensores de presión o transductores de presión son elementos que transforman la magnitud física de presión o fuerza por unidad de superficie en otra magnitud eléctrica que será la que emplearemos en los equipos de automatización o adquisición estándar. Los rangos de medida son muy amplios, desde unas milésimas de bar hasta los miles de bar.