MEDIDA DE PRESION MANOMETRICA CRISTIAN CAMILO HARO 1, JEAN CARLOS FALLA 1, BRAYAN VELAZQUEZ1 1 FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA UNIVERSIDAD DE PAMPLONA. KM 1 VIA BUCARAMANGA
RESUMÉN Esta Esta expe experie rienc ncia ia de labor laborato atorio rio se llevó llevó a cabo cabo con con el objet objetivo ivo de anali analiza zarr y comparar la precisión de un manómetro (medidor de presión con respecto a la pres presió ión n atmo atmosf sfér éric ica) a) y los los rang rangos os de medi medida da con con dife difere rent ntes es líqu líquid idos os.. as as sustancias utilizadas fueron! aceite mineral" agua y mercurio. a jeringa que se utilizó en el manómetro era de #m y la toma de datos se $izo cada %"&m de inyección de aire. 'e $izo las respectivas correcciones al $ y luego se pasó las diferentes diferentes unidades de medida a la unidad de presión de mmg" para comparar y determinar el líquido con menor $.
Paa!"a# $a%&#' manómetro" presión" gas" agua" aceite mineral" mercurio ABSTRACT' *$is experience of laboratory + too, place -it$ de aim of analyzing and to compare t$e accuracy of a t$ermometer (pressure gauge -itc$ respect to t$e atmosp$eric pressure) and measure various liquid ranges. *$e substances used -ere! mineral oil -ater and mercury. *$e syringe used in t$e gauge -as # m and data collection of data -as made eac$ %"& m air injection. +t made t$e respective corrections to $ and t$en crossed crossed t$e different different units of measure measure to t$e pressure pressure unit of mmg" to compare and determine t$e fluid -itc$ less $.
INTRODUCCION a presi presión ón / ejerc ejercida ida por por un fluido fluido sobre sobre una una super superfic ficie ie est0 est0 defin definida ida como la fuerza normal ejercida por el fluido por unidad de 0rea de la superficie. superficie. 'i la fuerza se mide en 1 y el 0rea en m&" la unidad es entonces el ne-ton por metro cuadrado (1 m &)
o /ascal" cuyo símbolo es /a" y es la unidad b0sica de presión del '+. En el
sist istema ing inglés lés de ingen genierí iería" a" la unidad m0s com2n es la libra fuerza por pulgada cuadrada (psi)
El est0ndar primario para la medición de la presión se obtiene a partir de la definición de ésta. /ara ello se equilibra una fuerza conocida con la
|¿|= p + p atm man
p ¿
(6)
presión de un fluido que act2a sobre un 0rea conocida3 de aquí que P=
F
(#)
A
E instrumento que proporciona esta medición directa es el manómetro de peso muerto. a presión real en una determinada posición se llama ("&#)*+ a!#-a" y se mide respecto al vacío absoluto (es decir" presión cero absoluta). 'in embargo" la mayor parte de los dispositivos para medir la presión se calibran a cero en la atmósfera (4ig. #)" por lo que indican la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica local3 esta diferencia es la ("&#)*+ /a+/0")$a. as presiones por debajo de la atmosférica se conocen como ("&#)+&# & %a$2 y se miden mediante medidores de vacío que indican la diferencia entre las presiones atmosférica y absoluta. as presiones absolutas" manométrica y de vacío son todas positivas y se relacionan entre sí mediante!
|¿|− p atm
pman= p¿
F)3 1. algunos medidores de presión b0sicos.
P"&#)*+ /a+/0")$a' es la presión medida con referencia a la presión atmosférica" la diferencia entre la presión medida y la presión atmosférica real (&). 'e mide con un manómetro" que es un tubo en forma de 7 abierto a la atmósfera en uno de sus extremos" el cual contiene un líquido y en el otro extremo se conecta a un sistema de presión desconocida (4ig. &) 8#9
(&)
|¿| pvacío= p atm − p ¿
(5) F)3 4. :anómetro de extremo abierto
P"&#)*+ a/#50")$a' es la que ejerce la masa de aire de la atmósfera terrestre sobre su superficie" medida mediante un barómetro. ; nivel del mar" la presión atmosférica es de <=% mm de g absolutos" que es equivalente a #6"< /'+.
P"&#)*+ & %a$2' es aquella que se mide como la diferencia entre la presión atmosférica y la presión absoluta (5).
M&32a &6(&")/&+a'
F)3 7. :anómetros utilizados en la practica
:ateriales" equipos e insumos!
RESULTADOS Y DISCUSI8N
# jeringa de un m >eactivos!
En el principio" los niveles del líquido dentro de las columnas estaban a nivel con la presión atmosférica (/amplona 1.'. la presión atmosférica es de ?@%mmg)" la temperatura estaba en &&AB. ;l conectar la jeringa en uno de sus extremos" el líquido se desniveló creando un $ i (diferencia inicial) que depende de la densidad y de la presión del líquido en el tubo.
•
• • •
;gua ;ceite mineral :ercurio
/rocedimiento!
se calibró uno a uno los manómetros utilizados (agua" aceite mineral y mercurio)" se introdujo una jeringa de un milímetro al sistema del manómetro y se llenó completamente de aire" una vez que se introdujo la jeringa se determinó el desplazamiento producido por esta para cada uno de los manómetros. uego se procedió a agregar dos milímetros de aire y a determinar los desplazamientos de $# y $& (ver figura 5) este proceso se repitió en cinco oportunidades para cada uno de los manómetros utilizados.
Esta medida es un exceso de presión con respecto a la presión atmosférica" se le resto a cada $ siguiente después de inyección de aire de %"&m" el proceso se volvió mec0nico $asta completar #m. ; este resultado se le llamo Δh corregido (Δh*). os datos obtenidos para cada experimento con los diferentes manómetros se pueden detallar en las tablas #" &" 5.
%.& %.6 %.= %.F #.%
m m m m m
Tabla 1.
∆ h∗mm H 2 O ∆hmmHg
∆ h m m H 2 O
m ;ire
&= mm ?@ mm F= mm ##? mm #66 mm
&& mm ?? mm F& mm ### mm #6% mm
#.=& mmg 6.%? mmg =.%6 mmg F.#F mmg #%.5& mmg
/resión gas (mmg) ?F6.=& mmg ?F<.%? mmg ?F@.%@ mmg ?F@.%6 mmg
[email protected]& mmg
Datos experimentales con el manómetro de agua
. El $i que se presentó en el manómetro de agua fue de 6mm. /udo $aberse mezclado con el aire a presión. C la presión dentro del tubo era inferior a la presión atmosférica. El por lo general el agua se utiliza para medir bajas presiones por su baja densidad. 8&9 Tabla 2.
m ;ire
%.& %.6 %.= %.F #.%
∆ h mmAceite
m m m m m
•
∆hmmHg #.<@ mmg 6.6@ mmg <.%= mmg @.<% mmg #&.6= mmg
/resión gas (mmg) ?F6.<@ mmg ?F<.6@ mmg ?@%.%= mmg ?@&.< mmg ?@?.6= mmg
En el aceite mineral se obtuvo un Δhi de 7mm
m ;ire
•
∆ h∗mmAceite (D$
5? mm << mm ##< mm #?F mm &%# mm
Tabla 2.
%.& %.6 %.= %.F #.%
Datos experimentales con el manómetro de aceite mineral
m m m m m
Datos experimentales con el manómetro de mercurio.
∆ h mmHg &# mmg 6@ mmg =5 mmg F5 mmg #%& mmg
∆ h∗mmHg #F mmg 5@ mmg =% mmg F% mmg @@ mmg
/resión gas (mmg) =%# mmg =&& mmg =65 mmg ==5 mmg =F& mmg
El factor de corrección del mercurio o $i fue de 5mm. /ara altos vacíos o presiones elevadas y grandes diferencias de presión el líquido del medidor debe ser de una gran densidad por esto casi siempre se utiliza como fluido manométrico el mercurio. 859
fue importante pasar todas las unidades una sola en general. as unidades se pasaron a mmg" aplicando la ecuación ?. Δ h = (d /d ) ∆h (?) A B A B
Δ h G $ en mmg que se quiere A
encontrar. d B G densidad del líquido (agua o aceite a &5AB) d A G densidad del mercurio ∆hB G $ corregido de cada fluido as densidades correspondientes para estos 5 fluidos utilizados a &5AB son! • • •
;ceite mineral! %"@& gHm ;gua! %"@@ gHm :ercurio! #5"??= gHm
El fluido del manómetro que tuvo la menor diferencia de altura entre medida y medida seg2n la tabla anterior" fue el mercurio (g). Esto se debió a la gran densidad que tiene comparada con los otros dos fluidos. a presión manométrica ( P m = P a ! P atm) es proporcional a la diferencia de alturas que alcanza el líquido manométrico en las dos ramas. Evidentemente" el manómetro ser0 tanto m0s sensible cuanto menor sea la densidad del líquido manométrico utilizado. .
CONCLUSIONES
.
El aceite mineral tiene una densidad muy baja" y el m de aire que se le inyecto como a los dem0s líquidos" $izo que este se desplazara m0s por la columna" dando un mayor $. *ambién fue al aceite al que el aire ejerció mayor presión. 'u causa la propiedad física de la viscosidad
mayor que la de los otros dos líquidos. El líquido que se utiliza para un manómetro se toma de acuerdo a la fuerza de la presión con la que se quiere probar la precisión de este.
9. B)!)3"a52a. 8#9
Iiancoli" Jouglas I. (&%%6). Ph"sics# principles $ith applications. 7pper 'addle >iver" 1.K.! /earson Education. 8&9
Lengel" Munus N Ooles" :ic$ael (#@@=). %ermodin&mica 'ol . :c Ira- ill. 859
Kaime eón. :anómetros de columna liquida. 1oviembre &@ de &%#%. Jisponible en! $ttps!HHes.scribd.comHdocH66&<6@F5H: anometrosdecolumnaliquida
