ELABORACION DE UN MANOMETRO

INTRODUCCION

Un manómetro es un instrumento que se utiliza para medir la presión puntual de un gas o un líquido encerrado en un recipiente, o que fluye por una tubería o canal cerrado. Los manómetros son muy utilizados en la industria y en la vida cotidiana, para verificar la presión de gases comprimidos o almacenados en taques. Por lo general, están hechos con tubos de vidrio en forma de U y llevan dentro un líquido, que al ser empujado por la presión del gas o del fluido a medir crea una diferencia de altura, la cual, muestra la presión del gas que estamos analizando. ¿QUE ES Y PARA QUÉ SIRVE?

El manómetro es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la presión local.

En la mecánica la presión se define como la fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie.

La presión suele medirse en atmósferas (atm); en el sistema internacional de unidades (SI), la presión se expresa en Newtons por metro cuadrado; un newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio en un barómetro convencional.

Cuando los manómetros deben indicar fluctuaciones rápidas de presión se suelen utilizar sensores piezoeléctricos o electrostáticos que proporcionan una respuesta instantánea.

Hay que tener en cuenta que la mayoría de los manómetros miden la diferencia entre la presión del fluido y la presión atmosférica local, entonces hay que sumar ésta última al valor indicado por el manómetro para hallar la presión absoluta. Cuando se obtiene una medida negativa en el manómetro es debida a un vacío parcial.

RANGO DE PRESIONES:

Las presiones pueden variar entre 10-8 y 10-2 mm de mercurio de presión absoluta en aplicaciones de alto vacío, hasta miles de atmósferas en prensas y controles hidráulicos. Con fines experimentales se han obtenido presiones del orden de millones de atmósferas, y la fabricación de diamantes artificiales exige presiones de unas 70.000 atmósferas, además de temperaturas próximas a los 3.000 °C.

En la atmósfera, el peso cada vez menor de la columna de aire a medida que aumenta la altitud hace que disminuya la presión atmosférica local. Así, la presión baja desde su valor de 101.325 Pa al nivel del mar hasta unos 2.350 Pa a 10.700 m (35.000 pies, una altitud de vuelo típica de un reactor).

Por 'presión parcial' se entiende la presión efectiva que ejerce un componente gaseoso determinado en una mezcla de gases. La presión atmosférica total es la suma de las presiones parciales de sus componentes (oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono y gases nobles).

MANÓMETRO DE COLUMNA DE LÍQUIDO:

Doble columna líquida utilizada para medir la diferencia entre las presiones de dos fluidos. El manómetro de columna de líquido es el patrón base para la medición de pequeñas diferencias de presión.

Las dos variedades principales son el manómetro de tubo de vidrio, para la simple indicación de la diferencia de las presiones, y le manómetro de mercurio con recipiente metálico, utilizado para regular o registrar una diferencia de presión o una corriente de un líquido.

Los tres tipos básicos de manómetro de tubo de vidrio son el de tubo en U, los de tintero y los de tubo inclinado, que pueden medir el vacío o la presión manométrica dejando una rama abierta a la atmósfera.

Manómetro de tubo en U: Si cada rama del manómetro se conecta a distintas fuentes de presión, el nivel del líquido aumentara en la rama a menor presión y disminuirá en la otra. La diferencia entre los niveles es función de las presiones aplicadas y del peso específico del líquido del instrumento. El área de la sección de los tubos no influye en la diferencia de niveles. Normalmente se fija entre las dos ramas una escala graduada para facilitar las medidas.

Los tubos en U de los micros manómetros se hacen con tubos en U de vidrio calibrado de

precisión, un flotador metálico en una de las ramas y un carrete de inducción para señalar la posición del flotador. Un indicador electrónico potenciométrico puede señalar cambios de presión hasta de 0.01 mm de columna de agua. Estos aparatos se usan solo como patrones de laboratorio.

ELABORACION:

Materiales:

- 2 metros de manguera de 3/8 de pulgada

- Fibracel de 60 x 60 cm

- Cinchos

- Agua coloreada.

- Llave de paso de gas

- Cinta métrica.

-Embudo

Proceso:

1. Cortamos la manguera de 3/8 midiendo con la cinta métrica sobre el fibracel, procurando que formes la figura de una “U” dentro del mismo.

2. Ata la manguera con cinchos de manera asimétrica de cada lado para que quede sujeta del mismo lugar.

3. Llena la manguera con el agua coloreada la manguera, revolviendo bien el agua para evitar asentamientos de colorante.

4. En la boquilla inicial coloca la llave de paso cerrada para evitar el flujo de aire dentro del sistema.

5. Coloca la cinta métrica cortada sobre una de las columnas (debajo de la cinta métrica) para poder calcular cuanta presión desciende en cm.

CALCULOS

Podemos calcular con bastante precisión el valor de la presión. Tan sólo tenemos que medir la altura de la columna de agua. La presión vendrá dada por la fórmula:

Pr = d.g.2.∆H donde

h = altura de la columna de agua

d = densidad del agua

g = aceleración de la gravedad

De esta forma cada centímetro de altura de la columna de agua equivale a 98 Pascales de presión. Suponiendo que el líquido coloreado sea principalmente agua y se le pueda asignar la misma densidad.

MEDICIONES

GLOBO DIAMETRO ALTURA COLUMNA1 15 0.16 m2 16 0.17 m3 22 0.23 m4 14 0.15 m5 20 0.21 m

Aplicando la formula obtenemos los valores de las presiones en la siguiente tabla:

GLOBO P= ρ∗g∗∆h1 P=1000*9.81*0.16=1569.5 Pa2 P=1000*9.81*0.17=1667 Pa3 P=1000*9.81*0.23=2256 Pa4 P=1000*9.81*0.15=1471 Pa5 P=1000*9.81*0.21=2060.1 Pa

CONCLUSIONES:

Al observar el principio básico de la función del manómetro podemos concluir que los diferentes niveles de descenso influye directamente proporcional en la presión donde encuentre equilibrio el gas del globo con el agua dentro del sistema.