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• Albert Calderon

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Universidad Nacional de Ingeniería- FIM

ÍNDICE INTRODUCCIÓN……………………………………………………………….2

EXPERIENCIA Nº1: CALIBRACIÓN DEL MANÓMETRO BOURDON CON UN CALIBRADOR DE PESO MUERTO 1. OBJETIVOS………………………………………………..…….…..3 2. FUNDAMENTO TEÓRICO…………………………………..……..3 3. MATERIALES E INSTRUMENTOS...………………………..…….4 4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL……………………………...4 5. DATOS EXPERIMENTALES………………………………….……5 6. CÁLCULOS Y RESULTADOS………………………………….…..5 7. GRAFICAS EXERMENTALES……………………………………..6 8. CONCLUSIONES……………………………………………………7

EXPERIENCIA Nº2: DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS DE MEDICIÓN DE PRESIÓN DEL LABORATORIO 1. PARA LA TURBINA PELTON………………………………………..8 2. MEDICION DE PRESION EN LINEAS DE TUBERIAS………...…9 3. TURBINA FRANCIS……………....…………………………………11

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INTRODUCCIÓN En toda planta hidroeléctrica, térmica o de otro modo de generación de energía siempre es necesario controlar las presiones en sus equipos para hacer un seguimiento del correcto funcionamiento de la planta. Uno de los instrumentos de medición de presiones es el manómetro de Bourdon, un instrumento que a lo largo del tiempo ha sido perfeccionándose así como la innovación en la industria. Un manómetro Bourdon, por su constante uso, pierde precisión, por lo que es necesario calibrarlo constantemente para una correcta medición; por ello es necesario saber los métodos de calibración (Calibrador de peso muerto). En una planta, es necesario utilizar diferentes métodos de medición e instrumentos para un correcto seguimiento en la planta, por ello en la experiencia 2, se describirán algunos de estos, principalmente los que se encuentran en el laboratorio de energía.

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EXPERIENCIA Nº1 CALIBRACIÓN DEL MANÓMETRO BOURDON CON UN CALIBRADOR DE PESO MUERTO

1. Objetivos  Calibrar un manómetro Bourdon con un calibrador de peso muerto.  Obtener gráficamente la curva de calibración y la curva de error.

2. Definiciones El Manómetro de Bourdon es el más característico de este tipo de manómetros. Son muy utilizados y son de gran alcance. Estos manómetros están constituidos por un elemento curvo hueco (transductor elástico) llamado tubo de Bourdon el cual, es la base de muchos aparatos para medir presión y también se usa mucho en los termómetros eléctricos. El elemento básico en todas sus diferentes formas es un tubo de sección transversal semi-elíptica. Una diferencia de presión entre el interior y el exterior del tubo (la presión mayor dentro) hace que el tubo trate de alcanzar una sección transversal circular. Estos producen deformaciones que conducen a movimiento de traslación del extremo libre en los de tipo C y en los de tipos de espirales y helicoidales; y en rotación angular en los tipos retorcido, siendo estos movimientos la señal de salida de un sistema de bielas a una cremallera que desplaza una aguja sobre la escala graduada.

3 Figura 1. Manómetro de Bourdon

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3. Equipos para la experiencia

Figura 2. Calibrador de peso muerto y manómetro de Bourdon

4. Procedimiento experimental: 1. Se procede a habilitar el equipo de calibración con peso muerto, sacar pesas, extraer el adaptador, colocar el manómetro Bourdon, etc. 2. Nivelar el calibrador mediante un destornillador plano en los extremos del equipo, observar que la burbuja en uno de los extremos este en el medio. 3. Abrir la válvula reguladora de aceite y esperar a que llene la válvula principal. 4. Abrir la válvula que permite el acceso de aceite al manómetro. 5. Proceder a colocar la primera pesa en el cilindro hidráulico. 6. Regular la válvula principal hasta que el tornillo indicador este al mismo nivel q la planta de la pesa.

Figura 3. Indicador de nivel que permite la calibración 7. Observar la lectura del manómetro y apuntarla. 8. Agregamos más pesas de manera ascendente y realizamos lo mismo que en los pasos 6 y 7. 4

Universidad Nacional de Ingeniería- FIM 9. Realizamos los mismos pasos 6 y 7, pero esta vez de manera descendente.

5. Datos Experimentales *Medidas en libras, que viene a ser el peso sobre el calibrador **Medida marcada en el manómetro de Bourdon Instrumento*

Ascendente(psi)**

Descendente(psi)**

1

35

50

50

2

135

149

148

3

175

185

181

4

275

281

278

5

295

301

300

6

395

399

392

7

435

439

447

8

455

459

445

9

475

476

491

10

495

488

488

6. Cálculos y resultados

 Con las lecturas ascendentes y descendentes se obtiene la lectura promedio:  𝐿𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = (𝐿𝑎𝑠𝑐𝑒𝑛𝑠𝑜 + 𝐿𝑑𝑒𝑠𝑐𝑒𝑛𝑠𝑜)/2  El error se obtiene: 𝐸 = |𝐿𝑝𝑎𝑡𝑟ó𝑛 − 𝐿𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 |  El error porcentual: 𝐸 = |𝐿𝑝𝑎𝑡𝑟ó𝑛 − 𝐿𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 |/ 𝐿𝑝𝑎𝑡𝑟ó𝑛 * 100%  Luego de calcular, se obtiene el siguiente cuadro:

Instrumento

Ascendente

Descendente

Lectura promedio

(Psi)

(Psi)

(Psi)

Error (%)

1

35

50

50

50.0

42.86

2

135

149

148

148.5

10.00

3

175

185

181

183.0

4.57

4

275

281

278

279.5

1.64

5

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295

301

300

300.5

1.86

6

395

399

392

395.5

0.13

7

435

439

447

443.0

1.84

8

455

459

445

452.0

0.66

9

475

476

491

483.5

1.79

10

495

488

488

488.0

1.41

7. Gráficas Experimentales

Curva de calibración 600.0

Lectura promedio

500.0

y = 0.9676x + 15.608

400.0 300.0 200.0

100.0 0

100

200

300

400

500

600

400

500

600

Instrumento

Curva de error 45.00 40.00 35.00

Eror(%)

30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0

100

200

300

Instrumento

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8. Conclusiones Se puede ver que el manómetro presenta poco error para lecturas mayores a 200 psi, por lo que se recomienda que su uso sea solo para este tipo de lecturas.

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EXPERIENCIA Nº2 DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS DE MEDICIÓN DE PRESIÓN DEL LABORATORIO 1. Para la Turbina Pelton

 Marca Armfield Hydraulic Engineering, England.  Tipo Pelton simple MK2  Serie 2061 – 61  Altura 175 pies 53m  Velocidad max 1160rpm  Potencia 5BHP Manómetro utilizado:



Marca: Chalinco



Rango : 0 – 40mH2O



Aproximacion: 1mH2O

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2. Medición de presión para las líneas de tuberías La medición del flujo volumétrico a través de tuberías de prueba es de gran interés para los ingenieros de producción, pues provee de información necesaria para evaluar y optimizar el desempeño de los diferentes sistemas de tuberias. La cuantificación fiable del flujo de cada una de las fases de una corriente de producción, permite a los operadores tomar mejores decisiones acerca del desempeño de las bombas, con esta información los ingenieros pueden identificar, comprender y remediar los problemas asociados con el flujo de en los sistemas de tuberías.

MANOMETRO DIFERENCIAL: El manómetro diferencial mide la diferencia de presión manométrica entre dos puntos (P1, P2) de ahí su nombre. Con base en la figura se obtiene: 𝑝1 − 𝑝2 = 𝑔. (ℎ. (𝜌𝑚 − 𝜌) + 𝑎. (𝜌𝑚 − 𝜌𝑙𝑖𝑞1 )) Donde ρm es la densidad del líquido manométrico, generalmente mercurio para altas presiones, sin embargo para medir presiones bajas el mercurio no es recomendado ya que la diferencia de alturas sería difícil de medir

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Universidad Nacional de Ingeniería- FIM BARÓMETRO: Este instrumento se utiliza principalmente para medir la presión atmosférica.

TUBO DE PITOT: El tubo de pitot se utiliza para calcular la presión total o de estancamiento, es decir la suma de la presión estática y la presión de velocidad. Así mismo se puede usar para calcular la velocidad del fluido.

TUBO DE VENTURI Un tubo de Venturi es un dispositivo inicialmente diseñado para medir la velocidad de un fluido aprovechando el efecto Venturi. Efectivamente, conociendo la velocidad antes del estrechamiento y midiendo la diferencia de presiones, se halla fácilmente la velocidad en el punto problema. La aplicación clásica de medida de velocidad de un fluido consiste en un tubo formado por dos secciones cónicas unidas por un tubo estrecho en el que el fluido se desplaza consecuentemente a mayor velocidad. La presión en el tubo Venturi puede medirse por un tubo 10

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vertical en forma de U conectando la región ancha y la canalización estrecha. La diferencia de alturas del líquido en el tubo en U permite medir la presión en ambos puntos y consecuentemente la velocidad.

3. Para la turbina Francis Marca :

ARMFIELD HIDRAULIC ENGINEERING

Co.Ltd. RINGWOOD HARTS, ENGLAND. Tipo

:

Ns 36 MK2.

Potencia

:

2,5 BHP.

Velocidad

:

1000 RPM.

MANOMETRO ASHCROFT. Rango: 0-60PSI Aprox: 1PSI

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