Informe L2 Manometria

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERESCUELA DE INGENIERIA METALURGICA Y CIENCIA DE LOS MATERIALES

LABORATORIO DE FENÓMENOS DE TRANSPORTEDENSIDAD Y MANOMETRÍA

PRACTICA N° 4

DENSIDAD Y MANOMETRÍA

Néstor Yesid Serrano Güiza Cód.: 2122435

Orlando Alfredo Suárez Rangel Cód.: 2122466

GRUPO: E1 SUBGRUPO: 4

Ing. John Freddy Palacios

Profesor.

Bucaramanga

2015



INTRODUCCIÓN

La manometría es la disciplina orientada a conocer el funcionamiento de los

manómetros. El manómetro es un instrumento utilizado para la medición de la

presión de los gases, habitualmente determina la diferencia de presión entre el

fluido y la presión precisa en un sistema, en las industrias, los laboratorios u otros

aspectos de la vida cotidiana.

Saber y controlar el valor de la presión es importante para la seguridad tanto de

personas como de equipos. En esta experiencia de laboratorio se realizó el

análisis correspondiente a la densidad y presión fluido como el mercurio y la

glicerina, observando las características que durante el laboratorio se

evidenciaron, es así como en el siguiente informe se plasmó los resultados de la

practica con el fin de fortalecer los conceptos teóricos estudiados.



OBJETIVOS GENERALES Y ESPECÍFICOS.

OBJETIVOS GENERALES

Experimentar cómo influye la forma en la cual se conecta un conjunto de

manómetros y su importancia y utilidad.

Examinar el efecto que tiene el orden de ubicación de cada fluido según su

densidad y determinar cómo influye está en el sistema.

Observar el funcionamiento de un densímetro y por medio de este poder

determinar la densidad de cierto fluido.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

Establecer las diferencias del efecto al ubicar un conjunto de manómetros

en serie y comprobar que la presión total que se presenta en el sistema es

la suma de la presión ejercida sobre cada fluido.

Demostrar la diferencia de densidad del mercurio y la glicerina se aplica

una mayor presión.

Calcular la densidad experimental del aceite a partir de la distribución que

ésta presente en el manómetro con respecto al agua.



MARCO TEÓRICO

DENSIDAD

Cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia; ρ=mV

PESO ESPECÍFICO

Relación entre el peso de una sustancia y su volumen; γ=pV

=mgV

=ρg

DENSÍMETROS

Instrumentos que sirven para determinar la densidad relativa de los líquidos sin

necesidad de calcular su masa y volumen.

Lactómetro: Para medir la densidad específica y calidad de la leche.

Sacarómetro: Para medir la cantidad de azúcar de una melaza.

Salímetro: Para medir la densidad específica de las sales.

Areómetro Baumé: Para medir concentraciones de disoluciones.

PRESIÓN DE LIQUIDOS EN REPOSO

P= ρgh+P0 ρ=densidad, g=gravedad, h=altura, P0=¿ presión atmosférica¿

ESCALA DE PRESIONES

La presión puede variar entre 10−8 y 10−2 mmHg de presión absoluta en

aplicaciones de alto vacío.



MANÓMETRO

Es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los fluidos,

generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la presión

local.

TIPOS DE MANÓMETROS:

Manómetro Bourdon: El principio de medida en el que se basa este instrumento

es el sensor conocido como tubo Bourdon. El sistema de medida está formado por

un tubo aplanado de bronce o acero, cerrado, en forma de “C” de ¾ de

circunferencia para la medición de bajas presiones, o enrollado en forma de

espiral para la medición de bajas presiones y que tiende a enderezarse

proporcionalmente al aumento de la presión; este movimiento se transmite

mediante un elemento transmisor y multiplicador que mueve la aguja indicadora

sobre una escala graduada. La forma, el material y el espesor de las paredes

dependen de la presión que se quiera medir.

Manómetros de columna líquida: Este tipo de manómetros es la forma más

sencilla de dispositivo para medir presiones, donde la altura, carga o diferencia de

nivel, a la que se eleva un fluido en un tubo vertical abierto conectado a un aparato

que contiene un líquido, es una medida directa de la presión en el punto de unión

y se utiliza con frecuencia para Mostar el nivel de líquidos en tanques o

recipientes.

Manómetro tipo pozo: Un manómetro de tipo pozo es similar al manómetro de

tubo en U, pero tiene algunas diferencias importantes. En el extremo cerrado del

manómetro hay un gran pozo del que el líquido sube y baja de acuerdo con la

presión. Esta configuración es favorable ya que no requiere que el observador

haga un cálculo mirando a ambos lados del tubo, como es necesario hacer en un

manómetro de tubo en U. Esto lo hace mucho más sencillo de usar.



CÁLCULOS TIPO:

Densidad del mercurio: ρHg=13580Kg

m3

Densidad de la glicerina: ρglicerina=1261Kg

m3

Cálculo de manometría

Presión teórica: Pteo=4 Psi

Presión experimental para el mercurio: PHg=ρHg . g . ∆ HHg

PHg=13580( Kg

m3 )∗9.8(m

s2 )∗0.202 (m )=26882.968 (Pa )=3.899(Psi)

Presión experimental para la glicerina: Pglicerina=ρglicerina . g . ∆ H glicerina

Pglicerina=1261(Kg

m3 )∗9.8 (m

s2 )∗0.044 (m )=543.7432 (Pa )=0.079(Psi)

Sumatoria de presiones:

∑ P :PHg+Pglicerina=3.899 ( Psi )+0.079 (Psi )=3.978(Psi)

Error porcentual: ε=|Valorteorico−Valor experimental

Valor teorico|∗100

ε=|4−3.9784 |∗100=0.55%

TABLA DE DATOS:

Presión teórica(Psi)

Fluido∆ H

manométrico(m)

Presión(Pa)

Presión(Psi)

∑ Presion(Psi)

% Error

4Mercurio 0.202 26882.97 3.899

3.978 0.55Glicerina 0.044 543.7432 0.079

Mercurio 0.122 16236.25 2.35



3 2.97 1Glicerina 0.032 4258.69 0.62

2Mercurio 0.075 9981.3 1.45

1.93 3.5Glicerina 0.025 3327.1 0.48

Calculo tipo de densidad:

ρaceite=ρagua∗∆ H agua

∆ H agua+∆ H aceite

La anterior formula se dedujo matemáticamente, esta deducción la podemos encontrar en la hoja de datos en la parte del cálculo tipo de densidad.

ρaceite=1000(Kg

m3 )∗0.108 (m)

0.108 ( m)+0.017 (m)=864 ( Kg

m3 )Error porcentual: ε=|860−864860 |∗100=0.47%

∆ H aceite

(m)∆ H agua

(m)

Densidad teórica

Kg

m3

Densidad calculada

Kg

m3

% error

Toma 1 0.017 0.108 860 864 0.47

Calculo tipo de presión:

Pexp= ρaceite∗g∗(∆ HH 2O+∆ H aceite )−ρH 2O

∗g∗∆ HH 2O

La anterior formula se dedujo matemáticamente, esta deducción la podemos encontrar en la hoja de datos en la parte del cálculo tipo de presión.

Cuando ∆ H probeta=8x 10−3(m)

Pteo=ρH 2O∗g∗∆ H probeta



Pteo=1000 (Kg

m3 )∗9.8 (m

s2 )∗8 x10−3 (m )=78.4(Pa)

Pexp=864( Kg

m3 )∗9.8(m

s2 )∗(0.069+0.019 ) (m )−1000 (Kg

m3 )∗9.8 (m

s2 )∗0.069(m)

Pexp=68.9(Pa)

Error porcentual: ε=|78.4−68.978.4 |∗100=12.1%

∆ H aceite

(m)∆ H agua

(m)∆ H probeta Presión

teórica(Pa)

Presión calculada

(Pa)

% error

Toma 1 0.019 0.069 8 x10−3 78.4 68.9 12.1

Toma 2 0.021 0.053 0.012 117.6 107.17 8.87

ANÁLISIS DE RESULTADOS

1. ¿A qué se debe que inicialmente se encuentre en un mismo nivel las

columnas de fluidos de los manómetros en U?

Esto se debe a que ambos extremos del fluido se encuentran sometidos a igual

presión, en nuestro caso a la presión atmosférica por ello el fluido tenderá a

estabilizarse al mismo nivel en ambos extremos del manómetro ya que su

funcionamiento se basa en describir variaciones o diferencias de presión mediante

una diferencia de altura entre las distintas columnas del manómetro a partir de un

mismo fluido.

2. ¿Cuál es el efecto de ubicar los manómetros en serie? ¿Qué sucederá si

se conectaran en paralelo?



El efecto de ubicar los manómetros en serie nos permite distribuir la presión

ejercida por la bomba de aire a partir de un solo recorrido por lo que se podrán

utilizar distintos fluidos con diferentes densidades e incluso con densidades muy

pequeñas ya que dicho sistema va presentando caídas de presión hasta igualar a

la atmosférica en el extremo final el cual se encuentra expuesto a dicha presión.

De haber sido conectadas en paralelo, a cada tubo y su respectivo fluido se le

atribuirá una proporción de la presión que se está suministrando por ende se

deben considerar que dicha presión no genere el rebosamiento del fluido debido a

bajas densidades del fluido ya que dicha presión tenderá a dirigirse por el

manómetro que tenga menor densidad.

3. ¿Por qué se disponen los fluidos de los manómetros de esa manera

(mercurio, aceite, glicerina)? ¿Es posible realizar la práctica si se

cambiara el orden de los fluidos?

Aunque en nuestra practica se utilizaron simplemente el mercurio y la glicerina

este orden se debe a que los fluidos más densos van a soportar mayores

presiones, es decir, su variación en la atura será acorde o proporcional a los

manómetros que se están implementando sin que estos se derramen y permitirán

la facilidad de los cálculos, con base en esto si se desea cambiar el orden de los

fluidos se deben considerar sus densidad ya que si esta es muy baja se podrá

derramar el fluido y la práctica no funcionara.

4. ¿Cuál es el principio de funcionamiento del densímetro?

Su funcionamiento se basa en el principio hidrostático de Arquímedes que

consiste en un tubo con forma de ampolleta y pesas en el fondo el cual se

encuentra sellado en ambos extremos y que al introducirlo en un líquido este se

sumergirá de acuerdo a la densidad de dicho líquido y por medio de una escala

graduada marcada a lo largo del tubo se podrá determinar su respectiva densidad,

estos están diseñados para diferentes escalas.



5. ¿Por qué la fórmula de presión hidrostática solo se cumple para los

fluidos líquidos?

Ya que los fluidos gaseosos no presentan un volumen definido debido a sus

débiles fuerzas de cohesión las moléculas abarcarán todo el espacio del

recipiente, por lo que no se podrá calcular dicha fuerza de presión de la misma

forma que en los líquidos ya que no se distinguirá ninguna interfaz o diferencial de

alturas entre los gases, esto no implica una contradicción del principio de

Arquímedes ya que este se sigue cumpliéndose.

6. ¿Por qué varia el nivel de los fluidos al introducir la manguera en la

probeta de agua?

Debido a que la manguera presenta aire en su interior éste se comprime al

sumergirlo en el agua, el cual se incrementa al sumergirlo a una mayor

profundidad, dicha presión es la que genera la variación del nivel de los fluidos en

el manómetro de sección variable.

CONCLUSIONES

Por medio de esta práctica de laboratorio se pudo comprobar que al tener

un conjunto de manómetros que contienen diferentes fluidos con distintas

densidades y ubicados en serie, la sumatoria de la presión ejercida sobre

cada fluido la cual es diferente para cada uno es prácticamente igual a la

presión total suministrada por medio de la bomba manual.

Se determinó que la mejor forma de trabajar con fluidos con distintas

densidades es ubicar el fluido más denso de primero y seguido por el fluido

menos denso, ya que esto facilita que al aplicar la presión por medio de la

bomba manual el fluido ubicado de primero no se derrame, ya que al ser

más denso es más pesado y su diferencial de altura será menor.

Se ultimó que la fórmula de la presión hidrostática no se cumple para los

fluidos gaseosos, ya que en éstos se presentan fuerzas de cohesión muy



débiles y por ello no tienen un volumen preciso sino que ocupan todo el

espacio que se les dé.



ANÁLISIS DE DATOS

Según los resultados obtenidos durante la práctica se puede determinar que los

errores que se presentaron son sistemáticos ya que todas las tomas de las

mediciones dependían exclusivamente de nuestras observaciones y la escala que

estábamos utilizando era demasiado pequeña lo que generaba menor exactitud en

los datos registrados ya que era más difícil para el ojo humano determinar la

medida exacta.

Se debe recordar que en la primera parte de la práctica del laboratorio se trabajó

tan solo con dos fluidos: mercurio y glicerina, ya que los compañeros del grupo

anterior partieron un manómetro y por ende no se pudo trabajar con aceite; tal vez

este percance genero una variación en el banco, lo que influyo en los errores

obtenidos.

FUENTES DE ERROR:

El banco se encuentra incompleto, solo obtenemos las medidas del

manómetro con mercurio dentro de él.

En el momento de aplicar presión al manómetro de mercurio, este no

se encuentra totalmente en cero.

Al tomar las medidas de altura del aceite pudo generar algún error

humano.



BIBLIOGRAFÍA:

https://prezi.com/e3lskztxzzav/unidades-y-escalas-para-medidores-de-

presion/

http://www.ehowenespanol.com/tipos-manometros-info_341793/

http://www.ehowenespanol.com/tipos-manometros-info_341793/

https://prezi.com/e3lskztxzzav/unidades-y-escalas-para-medidores-de-presion/

https://prezi.com/e3lskztxzzav/unidades-y-escalas-para-medidores-de-presion/



DENSIDAD

Observe y asegúrese que en el manómetro de sección variable la

interfaz entre el aceite y el agua sea visible.

Mida las diferencias de las alturas en las columnas de fluido utilizando las escalas ubicadas en cada sección.

Tome la densidad del agua como 1000kg/m3

fin

PRESIÓN

Sumerja la manguera que comunica al puerto del manómetro en la probeta de vidrio que contiene agua

Tome el dato de la altura medida de la columna del agua

dentro de la probeta

Se toma este valor como la presión

teórica

Calcular la presión experimental por medio de manometría

teniendo en cuenta la densidad experimental anteriormente

calculada

fin



DIAGRAMA DE FLUJO CORREGIDO

MANOMETRÍA

Observe los niveles de los fluidos y asegúrese que ambas columnas se encuentren en el máximo nivel

Verifique que las válvulas se encuentren abiertas

Cerrar las válvulas

Comenzar a accionar la bomba de aire manual, teniendo presente no

derramar ningún fluido

No exceder los 6 psi

Esperar que se estabilice el sistema

Tomar las medidas de las alturas de columnas de

fluidos

Realizar el procedimiento tres

veces

Calcular las presiones en cada punto

fin

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