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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FES Cuautitlán

LEM I Informe Experimental Medición de Temperatura Profesor(a): SILVA ESCALONA CELESTINO

Alumnos: José Emmanuel Miranda Najera, Pastrana Huertas Julio Ernesto, Vega Sánchez Jennifer Vanesa, Laura Valeria Puente Puente

Semestre: 2018-II 22-02-2018

Introducción En ésta práctica sobre medición de presión primero debemos comprender el concepto de presión, luego conocer los equipos de medición y cómo funcionan. Se trabajará con un manómetro de Bourbon, un manómetro en U con mercurio y posteriormente también con agua, un manómetro de cisterna y de tubo inclinado. La presión es una magnitud física escalar que mide la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie. En otras palabras se define como la fuerza con respecto al área. La presión manométrica es la presión relativa a la presión atmosférica. La presión manométrica es positiva para presiones por encima de la presión atmosférica, y negativa para presiones por debajo de ella. La presión absoluta es la suma de presión manométrica y presión atmosférica. El manómetro de Bourdon consta de un tubo metálico de paredes delgadas, de sección elíptica muy aplastada y arrollado en forma de circunferencia, éste tubo está cerrado por un extremo que se une a una aguja móvil sobre un arco graduado. Él extremo libre, comunica con una guarnición que se conectará al recipiente donde se encuentra el gas comprimido. Cuando la presión crece en el interior del tubo, éste tiende a aumentar de volumen y rectificarse, lo que pone en movimiento la aguja. Un manómetro en U tiene un funcionamiento muy sencillo, se trata de un tubo de vidrio doblado en “U” lleno parcialmente con un líquido de densidad conocida (Mercurio), uno de sus extremos se conecta a la zona donde quiere medirse la presión, y el otro se deja libre a la atmósfera. La diferencia al utilizar la presencia de agua en éste sistema es la precisión al momento de hacer mediciones en las diferencias de alturas en cada extremo del tubo. Los manómetros de cisterna o se utiliza principalmente para presión diferencial. Funciona a partir de un depósito donde se encuentra el fluido manométrico con dos extensiones verticales, en donde sólo por la segunda extensión pasa el fluido manométrico. El manómetro de tubo inclinado es muy similar al de cisterna, en éste, la segunda extensión se encuentra inclinada.

Objetivo Comprender la importancia de la medición de presión y de los diferentes tipos de medidores, así como el principio por el que se rigen y sus aplicaciones Problema Experimental *El alumno utilizara algunos tipos comunes de medidores de presión como son: Manómetro de Bourdon y manómetro en U. *Compara las ecuaciones de presión de columna de líquido en manómetro diferencial con dos fluidos manométricos con respecto a la parte experimental.

Material.   

1 manómetro de Bourdon de 0-1 Kgf/cm2 1 manómetro inclinado tipo cisterna 2 manómetros en U 12 in

Servicios *Aire Comprimido

Proceso Experimental 1.-Realizar Diferentes corridas para obtener los datos de la presión del Manómetro de bourdon y el manómetro en U con mercurio ambos conectados a una línea de aire comprimido haciendo uno de la válvula reguladora. 2.- Hacer el paso 1 pero con el manómetro en U con 2 fluidos (Mercurio y Agua). 3.-Hacer el paso 1 ahora con el manómetro tipo cisterna tomar en cuenta la nota * en diagrama de proceso.

Medir experimentalmente la presión de un sistema conectado a una línea de aire comprimido de un Manómetro de burbon y un Manómetro de U con mercurio realizar varias corridas y tomar los datos de la presión de los dos manómetros.

Medir experimentalmente la presión de un sistema conectado a un a línea de aire comprimido de un Manómetro de U con mercurio Y agua.

Medir experimental mete la presión con un manómetro de cisterna conectado a un tubo de Pitot el cual está conectado a una línea de aire comprimido hacer varias corridas y anotar los datos de presión.

*Para hacer las mediciones de este manómetro debemos de medir la altura cuando este está en vertical después inclinarlo y calibrarlo conectarlo a la línea de aire y sin que sobrepase la linea de los 200 tomar un dato y multiplicarlos por 0.2

Resultados. TABLA no. 1 COMPARATIVA DEL MANOMETRO DE BOURDON Y EL MANOMETRO EN U Manómetro de Manómetro en U Manómetro en U bourdon (kg/cm2) (in Hg) (Kg/cm2) 0.1 2.2 0.0759 0.2

4.3

0.1484

0.21

5.1

0.1761

0.23

6.2

0.214

0.3

7

0.2417

0.31

8.05

0.2779

0.35

8.7

0.3004

0.39

9.4

0.3245

0.4

9.9

0.3418

0.41

11

0.3798

TABLA no.2 COMPARATIVA DE DOS FLUIDOS in Hg

Δ P (Pa)

in H20

ΔP (kg/cm2)

0

1.5

373.435828

Manómetro en U (Kg/cm2) 0.0038 0.0759

0.7

1.5

2723.43899

0.0277

0.1484

2

1.5

7118.07766

0.0725

0.1761

2.5

1.5

8804.23812

0.0897

0.214

3.6

1.5

12513.7911

0.1276

0.2417

3.9

1.5

13517.5213

0.1378

0.2779

6.3

1.5

21619.0576

0.2204

0.3004

7.1

1.5

24311.6036

0.2479

0.3245

9.4

1.5

32065.2863

0.3269

0.3418

10.1

1.5

34428.5663

0.351

0.3798

TABLA no.3 DE LECTURAS MANOMETRO VERTICAL Y MANOMETRO INCLINADO Manometro vertical (in H2O)

Manometro inclinado (in H2O)

Calculado (in H2O)

Kg/cm2

40.2

201

40.2

0.102

31

174

34

0.086

32

172

34.4

0.0872

36

190

38

0.0964

35

185

37

0.0938

Memoria de Calculo. 𝜟𝒑 = 𝝆𝑯𝟐𝑶𝒈(𝒉𝟐 − 𝒉𝟏) + 𝝆𝑯𝟐𝑶𝒈(𝒉𝟑 − 𝒉𝟐) 𝜌𝐻2𝑂 = (997.13𝑘𝑔/𝑚3)(0.0381𝑚)(13534𝑘𝑔/𝑚3)(0) 𝜌𝐻2𝑂 = 372.688 Pa

Análisis de resultados

En la primera tabla se puede observar que si existe una considerable diferencia entre el manómetro de Bourbon y el manómetro de tubo U, debido a que la aguja de manómetro de Bourbon no te permite observar los decimales por lo que se tiene que redondear el valor de la presión. Por lo tanto, se puede decir que el manómetro de tubo U es más exacto que el anterior mencionado y solo se necesita la fórmula de presión hidrostática para saber el valor de la presión que se está ejerciendo con todo y decimales, nada más hay que saber los valores de las densidades a una temperatura específica de los líquidos manométricos que se están empleando. En la segunda tabla podemos apreciar una comparación de manómetro de tubo U, uno con un fluido (mercurio) y otro con dos fluidos (mercurio más agua) y se dice que este último es más exacto al contener precisamente un fluido manométrico más. El problema que se nos presentó en este caso fue que el mercurio pinto las paredes del tubo de manómetro con dos fluidos y no se pudo distinguir bien la altura de este por lo que es probable que las mediciones no sean del todo correctas. Aun así las lecturas que se obtuvieron de ambos manómetros solo difieren por centésimas. En la última tabla se puede observar la comparación entre el manómetro vertical y el inclinado, y se puede ver que el manómetro inclinado da lecturas más grandes siendo más exacto este ultimo

Conclusiones. Los instrumentos para la medición de presión con los cuales se trabajó en este proceso experimental hacen denotar lo importante que es trabajar con diferentes modelos por el hecho de tener mejores referencias y una comparación de datos más amplia. Como se mencionó antes en el análisis de resultados que el manómetro de burbon tiene un poco de mas inexactitud por el movimiento de la manecilla, en comparación con el Manómetro de mercurio. Cuando se toma en cuenta que el manómetro de cisterna es muy impráctico por su proceso, pero es el más indicado para obtener la presión se reafirma lo ya antes mencionado que siempre se deben de tomar las mediciones de otros instrumentos para una mejor interpretación de los datos obtenidos. En la tabla no. 2 cuando comparamos el Manómetro en U y el manómetro en U con 2 líquidos (agua y mercurio) hay una diferencia entre las presiones muy despreciable pero que se debe manejar con cuidado para la toma de datos más exactos. El proceso se llevó acabo sin ningún inconveniente que afectara los datos obtenidos en Resultaos

Bibliografía -Creus A, Instrumentación Industrial, Omega Grupo Editor 6° Edición, México (1998) -Perry R. H., Manual del Ingeniero Químico, Mc Graw Hill- Interamericana, 7° Edición, España (2010) -Considine M., Manuel del Instrumentación Aplicada, Tomo I, Editorial, CECSA, México (1992).