laboratorio 2

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA Y PETRÓLEOS

LABORATORIO DE TERMODINÁMICA

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Medición de temperaturas y uso de cartas psicométricas

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REVISIÓN N˚ 01

ÚLTIMA REVISIÓN 02/08/2012

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Ricardo Poveda

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Ing. Miguel Ortega

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PRÁCTICA No. 2

000.INFORMACIÓN GENERAL

Período 2012-B

Materia Termodinámica III

100.INFORMACIÓN DE GRUPO

No. Día Horario

3 Lunes 14-16

200.INFORMACIÓN DEL(os) ALUMNO(s)

1. GUANUCHI CHÁVEZ ESTEBAN ALEJANDRO CC 1 7 1 9 1 8 5 4 8 8

(APELLIDOS Y NOMBRES COMPLETOS) CÉDULA DE CIUDADANÍA

2. SANDOVAL ASIMBAYA JOSÉ ANTONIO CC 1 7 1 9 9 9 2 4 8 7


3. CC


300.INFORMACIÓN DE FECHAS

DÍA (dd)

MES (mm)

ANO (aaaa)

DÍAS DE RETRASO (dd) OBSERVACIONES

Fecha de Realización 20 08 2012

Fecha de Entrega 27 08 2012

Quito- Ecuador



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1. OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA

Conocer el procedimiento de calibración de manómetros a través del banco de pesas.

Trazar el gráfico de presión real vs presión de prueba en el instrumento a calibrar, para

determinar el error presente en este.

Estudiar el funcionamiento de uno de los instrumentos medidores de presión de mayor uso

en la industria como lo es el manómetro.

2. MARCO TEÓRICO

PRESION

Es la fuerza ejercida por unidad de área en forma perpendicular, la cual es una magnitud física

escalar que viene dada por la ecuación:

La unidad para la presión en el sistema internacional viene dada en pascales y en el sistema

ingles esta dada en psi (pound per square inch)

Pascales: [

]

Pound per square inch: [

]

PRESIÓN MANOMÉTRICA

Es la presión que mide la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica. Esta

presión tan solo tiene valor cuando es superior a la presión atmosférica caso contrario esta será

cero. Para medir la presión manométrica se utilizan dispositivos llamados manómetros.

En las unidades de la presión manométrica se añade la letra “g” en el sistema ingles para

diferenciarla de las demás presiones, que nos daría en (psig).

PRESIÓN BAROMÉTRICA

Es también conocida como presión atmosférica la cual es la presión ejercida por la atmósfera de

la tierra en un punto dado, equivalente a la presión ejercida por una columna de mercurio.

PRESION ABSOLUTA

Es la presión en una determinada posición la cual es medida con respecto al vacío absoluto, es

decir presión cero absoluta.

Para diferenciarla las unidades de la presión absoluta de las demás presiones, en el sistema

ingles, se añade la letra “a” a la unidad (psi) que nos daría entonces en (psia).



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Equivalencia, significado físico y factor de conversión de las diferentes unidades de Presión.

Presión Unidades 1 atm = Significado

Atm Atm 1 Presión atmosférica a 0msnm.

At kgf/cm2 0.967 Presión ejercida sobre su base, en

condiciones de gravedad estándar.

Psi lbf/pulg2 14,696

kPa 1000 N/m2 101,325

Pa: Presión que ejerce una capa de una

décima de milímetro de agua sobre la

superficie sobre la que repose (sometida

a la gravedad en la superficie terrestre).

mmHg mmHg 760

Presión ejercida en la base de una

columna de un milímetro de mercurio

bajo la acción de la gravedad estándar

(9,80665 m/s2).

mH2O mH2O 10.332 Presión que ejerce una columna de 1m

de agua.

kg/cm2 kgf/cm2 1,03323

bar bar 1,01325

3. REALICE EL ANÁLISIS DIMENSIONAL DE LA UNIDAD DE PRESIÓN.

El análisis dimensional, es una parte de la física que estudia la forma como se relacionan las

magnitudes derivadas con las fundamentales. En el caso la presión, al ser una fuerza aplicada

perpendicularmente sobre una superficie se tiene:



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En donde:

M=dimensión de masa

L=dimensión de longitud

T=dimensión de tiempo

4. EXPLIQUE: ¿CUÁL ES LA FUNCIÓN DEL PRESOSTATO EN LA CALDERA?

Mediante los presostatos de primera y segunda marcha se envían señales al quemador de

manera que la presión en el interior de la caldera se mantenga igualada a la presión establecida

como presión de trabajo.

5. ENUMERE 3 APLICACIONES DE UN REGISTRADOR DE PRESIÓN.

Realizar los ensayos de presión en tuberías de alta presión, para determinar si las tuberías cumplen

con su rango de trabajo.

Controlar la presión de la columna hidrostática en pozos petroleros para evitar arremetidas.

Control del flujo de carga y descarga de crudo en buques de transporte.



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6. REALIZAR UN ESQUEMA DE LA PLANTA DE VAPOR (CICLO RANKINE) EN EL CUAL

SE INDIQUE LOS DIFERENTES MEDIDORES DE PRESIÓN Y TEMPERATURA.



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7. ENUMERE LOS PASOS SEGUIDOS EN LA PRÁCTICA (Calibración manómetro, medición

con la columna de mercurio, uso del registrador de presión)

CALIBRACIÓN MANOMETRO

8. TABLA DE VALORES OBTENIDOS

Presión barométrica de Quito

Presión plgH2O Atm At psi kPa mmHg mH2O kg/cm2 bar

Valor 288 0.708 0.731 10.405 71.738 538.08 7.315 0.731 0.7173

Estado inicial del manómetro

CARGA

Presión

Real 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Presión

medida

Manómetro

0 190 380 580 760 960 1150 1330 1510 1690 1870

Presión

medida

Registrador

x(20)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

DESCARGA

Presión

Real 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

Presión

medida

Manómetro

1870 1790 1510 1320 1140 960 770 580 380 190 0

Presión

medida

Registrador

x(20)

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0



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Estado final del manómetro

CARGA

Presión

Real 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Presión

medida

Manómetro

0 220 450 680 910 1130 1350 1570 1790 2000 -

Presión

medida

Registrador

x(20)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

DESCARGA

Presión

Real 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

Presión

medida

Manómetro

- 2000 1790 1570 1350 1130 910 680 450 220 0

Presión

medida

Registrador

x(20)

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

9. CALCULAR LA PRESIÓN DE QUITO CONSIDERANDO QUE EL LABORATORIO DE

TERMODINÁMICA SE ENCUENTRA EN LA SIGUIENTE UBICACIÓN:

Latitud 0°12’36,38’’S, Longitud 78°29’23,12’’O

Altitud 2835msnm (Precisión 14m)

Para el cálculo de la presión en función de la altura se tiene la ecuación:

[

]

P1= Presión a una altitud de Z metros (en kPa)

Po= Presión en superficie (en kPa)=101.325 [kPa]



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Z= altitud del nivel de presión P1 [m]= 2835 [m]

g= aceleración de la gravedad = 9.806 [m/seg2]

R= Constante de los gases =0.287 [kPa.m3/kg.ºK]

Tm = Temperatura media entre los niveles de presión P1 y Po (aprox=17ºC para Quito)

[ [

]

[

]

]

10. CALCULAR EL ERROR EN LA PRESIÓN BAROMÉTRICA MEDIDA CON LA COLUMNA

DE MERCURIO. CONSIDERE LA PRESIÓN REAL LA CALCULADA EN EL LITERAL

ANTERIOR.



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11. REALIZAR LAS CURVAS DE Pmedida_manómetro vs. Preal PARA EL ESTADO

INICIAL Y FINAL DEL MANÓMETRO EN LA MISMA GRÁFICA

ESTADO INICIAL

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

PR

ESIO

N M

AN

OM

ETR

ICA

[P

SI]

PRESION REAL [PSI]

Pmanómetro vs. Preal

Carga

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

PR

ESIO

N M

AN

OM

ETR

ICA

[P

SI]

PRESION REAL [PSI]


Desca…



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ESTADO FINAL

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

PR

ESIO

N M

AN

OM

ETR

ICA

[PSI

]

PRESION REAL [PSI]


Carga

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

PR

ESIO

N M

AN

OM

ETR

ICA

[P

SI]

PRESION REAL [PSI]


Descarga



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12. ANÁLISIS DE RESULTADOS

los resultados obtenidos tanto en estado inicial como en estado final se debe a que la carta de medición que se utilizo no era la adecuada por lo que se tuvo que utilizar un factor de corrección afectando así a la toma de datos

las graficas tienen una pendiente aproximadamente de 45° por lo que el ∆P real y el ∆P manométrico son iguales.

13. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Las pesas a emplear en la calibración deberán encontrarse limpias de polvo, y en el caso de que sean de acero, con una ligerísima capa de aceite fino, para evitar la oxidación.

Cuando se carga o se descarga el equipo se lo hace hasta un limite referencial ya que no hay un limite especifico por lo que las medidas tomadas tienen una pequeña variación en sus magnitudes

Otro factor determinante en la toma de datos tanto en carga como en descarga son las fugas de aceite que se dieron en el cilindro, debido a esto no se obtiene una fuerza constante.

Al momento de tomar datos en la carta de medición de presiones se debe evitar el error del paralelismo

Al tomar las medidas no se tiene que mover las pesas ya que el movimiento haría que la aguja en la carta de medición raye diferentes partes de la carta

Se debe nivelar la balanza con las patas ajustables. El eje del pistón se encontrará normal al plano de trabajo dentro de un cierto margen.. Una desviación mayor sobre la vertical será inadmisible, puesto de que incrementará notablemente la imprecisión de la balanza, a la vez que aumentarán considerablemente los rozamientos internos

14. BIBLIOGRAFÍA

CENGEL Yunus, Termodinámica, McGraw Hill, Quinta edición, pags 21-27

http://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtml

http://www.educaplus.org/gases/con_presion.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

http://www.sapiensman.com/ESDictionary/docs/d7.htm

http://www.elhinel.com.ar/index.php?option=com_content&view=article&id=1204&Itemid=514

http://www.femto.es/registrador-de-presion-cms-1-50-109/



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Procedimiento de medición con la columna de mercurio

1. Identificar las respectivas escalas que posee el equipo de medición de presiones

2. El equipo se lo conecta a un sistema para crear un vacion en el equipo de medición

3. Se enciende la bomba para crear un vacio

4. Observar como el mercurio aciende por capilaridad en el tubo

5. Identificar hasta que medida llego el mercurio en el tubo

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