Instrumentacion IndustrialProfesor: Carlos Ortiz.

Unidad IIIClase # 1

Medida de presión

1. Presión La presión se define como la fuerza ejercida sobre una superficie por unidad de área, así la presión ( p ) de una fuerza ( F ) distribuida sobre una área se calcula por medio de la siguiente ecuación: P = F / A

1.2. Tipos de presión.

Presión absoluta: Es la presión de un fluido medido con referencia al vacío perfecto o cero absoluto. La presión absoluta es cero cuando no existe choque entre las moléculas. Este termino se creo porque la presión atmosférica varia con la altitud y en algunas ocasiones los diseños se hacen en otros países a diferentes altitudes sobre el nivel del mar por lo Queen termino absoluto unifica los criterios.

Presión atmosférica: Es la presión de la masa gaseosa (aire) que rodea la tierra y actúa sobre la tierra. Se mide normalmente con el barómetro ( presión barométrica). Al nivel del mar el valor de la presión es de 14,7 lb/plg2 ( 101,35 Kpa o 760 mmHg) , este valor disminuye con la altitud.

Presión manométrica: Son generalmente presiones superiores a las presiones atmosféricas, se mide por medio de un elemento que define la diferencia entre una presión que es desconocida y la presión atmosférica existente. La presión manométrica, se mide con un manómetro.

Presión absoluta = Presión atmosférica + Presión manométrica

Factores de conversión para unidades de presión.

1.3. Instrumentos de medidas de presión.

1.3.1 Instrumentos mecánicos

a) Instrumentos de Columna de líquidos. Estos instrumentos ya no se suelen utilizar, aun asi observaremos sus principios de Funcionamientos. a.1Manómetro de presión absoluta:Es un tubo en forma de “U” que tiene un extremo sellado y al vacío, y el otro extremo abierto a la presión absoluta que se va a medir, para calcular la presión se utiliza la siguiente formula: P = h.Sg Donde: P = presión absoluta. h = diferencia de altura de los dos cuerpos del tubo. Sg = gravedad especifica del liquido.

Manómetro de presión absoluta.

a.2 Manómetro de tubo en U: Se utiliza para medir presión diferencial. Consiste en un tubo en forma de U lleno de liquido. En cada una de las ramas del tubo se aplica una presión. La diferencia de altura del liquido de las dos ramas es proporcional a la diferencia de presiones.

Manómetro de tubo en U

a.3 Manómetro de pozo: En este tipo de manómetro una de las columnas del tubo en U, se sustituye por un reservorio o pozo de gran diámetro, de forma tal que la presión diferencial es indicada únicamente por la altura del liquido en la rama no eliminada del tubo U.

Manómetro de pozo.

a.4 Manómetro de tubo inclinado: Se utiliza para presiones diferenciales pequeñas. En este tipo de manómetro, la rama del tubo de menor diámetro esta inclinada con el objeto de obtener una escala mayor, debido a que en este caso la altura esta dada por: h = LSenФ

Manómetro de tubo inclinado

a.4 Manómetro de campana: Consiste en una campana invertida dentro de un recipiente que contiene un liquido sellante. La campana esta parcialmente sumergida en el liquido. La señal de mayor presión se aplica sobre el interior de la campana invertida y la señal de menor presión se aplica sobre el interior de recipiente que contiene el liquido. El movimiento vertical de la campana es proporcional a la diferencia de presión.

Manómetro de campana.

b) Instrumentos elásticos. Existen tres tipos de instrumentos elásticos principales, utilizados en la industria:

b.1 Tubos Bourdon: Es un tubo elástico en forma de anillo casi completo cerrado por por un extremo. Cuando por el extremo abierto se le aplica un gas o un liquido bajo presión el tubo tiende a enderezarse y el movimiento puede ser transmitido a la aguja indicadora montada sobre un sector dentado y un piñón. La deformación que sufre el tubo debido a la presión aplicada es altamente repetitiva, pudiendo el sensor calibrado para producir precisiones que en muchos casos alcanzan el 0,05% del alcance del instrumento. Entre los materiales utilizados para la construcción de los tubos Bourdon están: Acero inoxidable 316 y 403, Cobre Berilio, K monel, monel y Bronce fosforado.

Tipos de tubos Bourdon.-Tipo c.

- Tipo espiral. - Tipo helicoidal.

Tubo Bourdon tipo CTubo Bourdon tipo helicoidal

b.2 Tipo Fuelle: Se puede definir como un tubo flexible, el cual cambia su longitud de acuerdo a la presión aplicada. Este cambio es mucho mayor que el que se obtendría si se utilizara un tubo Bourdon de las mismas características. Para producir una relación lineal entre el desplazamiento del fuelle y la presión aplicada, se suele colocar un resorte dentro del fuelle.

Manómetro con fuelle

b.3 Tipo Diafragmas: Esta formado por un disco flexible generalmente con corrugaciones concéntricas. Los diafragmas pueden ser metálicos y no metálicos. Entre los materiales que se utilizan para su construcción se encuentran : Bronce, Cobre-Berilio, Acero inoxidable, Monel, Neopreno, siliconas y Teflón.

Manómetro de Fuelle. c) Instrumentos electrónicos.

c.1Instrumentos con Strain Gages o Stensometros: Un Strain Gage ( galgas estensometrica ) es un dispositivo que utiliza el cambio de resistencia eléctrica de un alambre o elemento semiconductor. El cambio de la resistencia es un medida de la presión que produce la distorsión mecánica.