cap2. medprogasliqsol
TRANSCRIPT
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
1/27
Medición de Propiedades deGases, Líquidos y Sólidos
Capítulo 2: Estática de los Fluido
Prof !n" #$ctor C%er"ara %Facultad de !n"enieríaMecánica
Centro &e"ional de'(uero)*+P
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
2/27
Presión
Existen otras unidades para la presión como bar, atmósfera, psi.
En el caso de los sólidos la presión también recel nombre de esfuerzo normal, que es la fuerza qactúa perpendicularmente sobre la superficie punidad de área.
La presión real en una posición dada se denompresión absoluta. Y se mide respecto al vaabsoluto (es decir, la presión del cero absoluto).
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
3/27
Presión
Sin embargo la mayor partede los dispositivos para medirla presión se calibran paraleer el cero en la atmósfera ypor ello indican la diferenciaentre la presión absoluta y la
presión atmosférica local.
Esta diferencia se denomina presiómanométrica. Las presiones por debajo de latmosférica reciben el nombre de presiones
vacío.
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
4/27
PresiónLas presiones absoluta, manométrica y de vason cantidades positivas y se relacionan entrede la siguiente manera.
para presiones sobre
para presiones debajo de
El manómetro utilizado para medir la presión aire de la llanta de un automóvil se lee en presmanométrica.
•
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
5/27
Presión
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
6/27
%ariación de la Presión con laprofundidad
La presión de un fluidoaumenta con la profundidaddebido a que mayor cantidadde fluido descansa sobrecapas más profundas y elefecto de este «peso extra»sobre la capa más profundaestá balanceado por unincremento en la presión.
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
7/27
%ariación de la Presión con laprofundidad
A fin de obtener unarelación de la variaciónde la presión con laprofundidad se consideraun elemento de fluidorectangular de altura ,longitud y profundidadunitaria (hacia dentro dela página) en equilibrio.Se supone queconstante.
•
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
8/27
%ariación de la Presión con laprofundidad
Un balance de fuerzas en la dirección da
Donde que es el peso del elemento del fluido. Dividien y reordenando se obtiene
•
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
9/27
%ariación de la Presión con laprofundidad
Donde es el peso específico del fluido.
La densidad del fluido aumenta en forma lineal con la proPara un fluido dado la distancia vertical es usada algucomo una medida de presión y es llamada altura de presió
Si se toma el punto 1 situado en la superficie de un líquia la atmósfera, donde la presión es la presión atmentonces la presión a la profundidad desde la superficie li
•
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
10/27
%ariación de la Presión con laprofundidad
Para fluidos cuya densidadcambia de manera
importante con la elevación,una relación para la variación de la presión conla elevación se puedeobtener
•
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
11/27
%ariación de la Presión con laprofundidad
El signo negativo se debe a que la dirección positivtoma es hacia arriba, así es negativa cuando espuesto que la presión disminuye en una dascendente.
Cuando la variación de la densidad con la elevconoce, la diferencia de presión entre los puntos determina por la integral de
•
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
12/27
%ariación de la Presión con laprofundidad
La presión de un fluido es independiente de forma o de la sección transversal del recipienCambia con la distancia vertical pero permaneconstante con otras direcciones. Por tanto, presión es la misma en todos los puntos de plano horizontal para un fluido dado.
Observe que las presiones en los puntos A hasG son las mismas puesto que todos están mismo nivel de profundidad y estinterconectados por el mismo fluido
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
13/27
%ariación de la Presión con laprofundidad
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
14/27
%ariación de la Presión con laprofundidad
La presión en los puntos H e I no es la misma puestos dos puntos no están interconectados por efluido.
No se puede dibujar una curva desde el punto I
mientras permanece en el mismo fluido en todo ma pesar que tienen la misma profundidad.
Del mismo modo la fuerza de la presión ejercidfluido es siempre normal a la superficie en losespecificados.
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
15/27
%ariación de la Presión con laprofundidad
En la fig. se muestra quedebido a que ambosémbolos están al mismonivel.
La relación de área sellama ventaja mecánicaideal de un elevadorhidráulico.
La relación de fuerzas de
entrada a la fuerza de
•
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
16/27
El 6anó6etro
La siguiente ecuación muestra un cambio enelevación de de un fluido corresponde a
Lo que sugiere que una columna de flu
puede ser usada para medir diferencias presión.
Un aparato basado en ese principio se llammanómetro y se usa para medir pequeñas
medianas a medianas diferencias de presió
•
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
17/27
El 6anó6etro
Para mantener el tamaño del manómetro una escala manejable, se usan fluidos pesadcomo el mercurio si se prevén granddiferencias de presión
La columna diferencial de fluido de altura
está en equilibrio estático y abierta a atmósfera. La presión en el pto. 2 se determidirectamente de la ecuación
•
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
18/27
El 6anó6etro
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
19/27
El 6anó6etro
Tales sistemas se analizan fácilmente recordaque
1.El cambio de presión a través de ucolumna de fluido de alturah es
2.La presión aumenta hacia abajo en un fludado y disminuye hacia arriba (es decir, )
3.Dos puntos situados a la misma altura un fluido continuo en reposo tienen misma presión.
•
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
20/27
El 6anó6etroLa presión en cualquier
punto se determina iniciandocon un punto de presiónconocida y sumando orestando el término mientrasse avanza hasta el punto de
interés.
La presión en la parte bajadel tanque se determinainiciando en la superficie
libre donde la presión es y
•
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
21/27
El 6anó6etro
Los manómetros son particularmente idónepara medir caídas de presión a través de usección de flujo horizontal entre dos puntespecificados debido a la presencia de
dispositivo como una válvula o uintercambiador de calor o cualquier resistencal paso del flujo.
Esto se hace conectando las dos ramas d
manómetro a estos dos puntos como
•
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
22/27
El 6anó6etro
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
23/27
El 6anó6etro
Una relación para la diferencia de presión obtiene iniciando en un punto 1 con moviéndose a los largo del tubo sumandorestando el término hasta alcanzar el punto y ahí se hace el resultado igual a
Se observa que se pasó desde el punto horizontalmente hasta el puntoB y se ignoróparte debajo de ellos ya que la presión ambos puntos es la misma
•
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
24/27
El 6anó6etro
La distanciaa no tiene efecto sobre el resultapero debe ser incluida en el análisis. Cuandofluido que circula en el tubo es un gas entonc y la relación expresada se simplifica a
Ejemplo 1.8:El agua en un tanque e
presurizada por aire y la presión se mide conmanómetro multifluido como se indica. El tanq
se localiza sobre una montaña a una altitud
1400 m donde la presión atmosférica es de 8
kPa. Determine la presión del aire en el tanque
, y . Las densidades del agua, del aceite y
•
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
25/27
El 6anó6etro
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
26/27
7tros instru6entos para Medir Presión
• Tubo Bourdon
• Transductores de Presión• Transductores de presión manométricas
• Transductores de presión absolutas
• Transductores de presión diferenciales
•
Transductores de presión por galextensiométricas (efecto piezoeléctrico)
-
8/19/2019 Cap2. MedProGasLiqSol
27/27
El 8aró6etro y la Presión 't6osf$rica
La presión atmosférica se mide con un dispositivo
llamado barómetro; (presión barométrica)
Torricelli descubrió hace varios siglos que la presiónatmosférica puede medirse invirtiendo un tubo llenomercurio en un recipiente de mercurio que está abiea la atmósfera.
•