L4BORA ¡OPiO DE MEC4IVJC4 DE FLUIDOS

Práctica 2. Manometría
Objetivo general
Reconocer el concepto de presión, su medición y
cálculo mediante la ecuación fundamental de la
hidrostática.
Objetivos específicos
Medir la presión atmosférica por medio de un
barómetro.
Calcular la presión ejercida por líquidos en reposo
utilizando un piezómetro diferencial.
Verificar la calibración de manómetros haciendo
uso del calibrador de émbolo.
Identificar diferentes manómetros existentes en el
Laboratorio de Energética (LAEN).
Equipos Necesarios:
Experiencia A. Medición de presión atmosférica:
1. Barómetro de Mercurio (a).
Experiencia B. Presión ejercida por líquidos en
reposo:
1. Cilindro graduado (b)
2. Manómetro de tubo en U con agua (piezómetro
diferencial) (c).
3. Tubo flexible y termómetro digital.
4. Pipeta (d).
Fig. 2.1 Equipos a utilizar en las experiencias A y B.
Experiencia C. Verificación de la calibración de
manómetros:
1. Calibrador de Manometros de Embolo (a).
2. Manómetros de Prueba (b).
3. Pesos Complementarios de 5N y 10N.
Fig. 2.2 Equipos a utilizar en la experiencia C
Consideraciones teóricas:
Presión (P): la presión sobre un fluido, se define
como la componente normal de la fuerza que actúa
sobre la superficie de un determinado volumen de
fluido por unidad de área el mismo: P = F/A. En
Unidades SI, N/m² ó Pascal (Pa).
Presión atmosférica: presión ejercida por el aire en
cualquier punto de la atmósfera. A nivel del mar en
unidades SI es aproximadamente 101325 Pa.
Presión manométrica: es la presión que ejerce un
sistema cuando se toma como referencia la presión
atmosférica.
Manómetro: aparato que emplea columnas de
líquido para determinar diferencias de presión.
Apreciación: es la menor medida que puede
registrarse con un instrumento, es decir, el valor
mínimo de las divisiones de la escala graduada.
Estimación: es el menor intervalo que el
observador puede discernir o aproximar en la escala
del instrumento.
Datos Experimentales:
Experiencia A:
Densidad relativa del mercurio: Shg=13,6
Experiencia B:
Temperatura del agua.
Apreciación del cilindro graduado: 1 mm
Experiencia C:
Área del pistón (A): 1 cm2.
Pesos pistón: 5N; pesos suplementarios: 5N y 10N.
Procedimiento Experimental:
Experiencia A:
1. Medir la altura de la columna de mercurio en el
barómetro: hbar (cm de mercurio: cmHg).
Experiencia B:
1. Medir la temperatura del fluido.
2. Sumergir la pipeta hasta determinado punto que
se le indique. Tomar nota de las profundidades
sobre la escala del cilindro graduado de acuerdo
al esquema de la figura 2.3. Anotar los valores
de: a, b, c.
3. Medir Δh sobre el piezómetro diferencial.
Figura 2.3 Alturas a Medir (Experiencia B)
Cálculos a Realizar:
Presión atmosférica:
Patm
hg
hbar
[Pa]
ec. 1
[m]
ec. 2
[m]
ec. 3
Experiencia C:
 Comparar la presión aplicada (peso) con las lecturas
(valor de presión) de los manómetros probados,
indicando si los manómetros se encuentran
calibrados. Justifique su respuesta.
Profundidades:
h1
h2
a c
b c
Además deberá:
 Identificar al menos cinco (5) manómetros presentes
en el LAEN.
Presión Manométrica en la profundidad c (PCman):
ec. 4
[Pa]
h
h
PCman
PCman
H 2O
H 2O
2
H 2O
h1
[Pa]
Tabla de Datos:
Experiencia A y B.
ec. 5
Ec. 4: Para el cálculo de presión por manometría.
Ec. 5: Para el cálculo de presión cuando se conoce la
profundidad del punto en estudio (EFH).
Donde:
peso especifico del agua (N/m3),
H2O:
temperatura de trabajo.
h1: longitud sumergida de la pipeta (m).
h2: nivel el agua dentro de la pipeta (m).
Δh: diferencia de niveles en el piezómetro (m).
a
Patm
PCman
b (cm)
c (cm)
Temp
Agua (ºC)
hbar
(cmHg)
Experiencia B.
Presión Aplicada
(N/cm2)
[Pa]
Δh
(cm)
la
Presión absoluta (PCabs):
PCabs
a (cm)
5
10
15
20
ec. 6
Patm: presión atmosférica local calculada con la
ecuación 1.
PCman: presión manométrica calculada por medio de la
ecuación 5.
Experiencia B:
1. Tomar nota del primer peso aplicado (pistón).
2. Tomar el valor de presión indicado por los
manómetros a probar (recuerde anotar las unidades).
3. Variar la presión ejercida haciendo uso de los pesos
suplementarios (N/cm2): 10N, 15N y 20N.
4. Repetir los pasos 2 y 3.
Cálculos a Realizar:
Convertir los valores de presión aplicada (N/cm2) y los
valores de las presiones leídas en los manómetros de
prueba 1 y 2 (Pa, Psi, Bar, etc. según sea el caso) a
Pascales.
Trabajo a Realizar:
Experiencia A:
 Convertir la altura de presión atmosférica del
barómetro a Pascales.
Experiencia B:
 Calcular la presión manométrica en la profundidad c
por medio del Manómetro de Tubo en U o
piezómetro diferencial (ec.4) y de la Ecuación
Fundamental de la Hidrostática “EFH” (ec.5).
Analice y comente.
 Calcular la presión absoluta en c en unidades del SI
(Pa) y del Sist. Ingles (Psi).
Presión Leída
Man. 1 (_____)
Presión Leída
Man. 2 (_____)
Tabla de Resultados:
Experiencias A y B.
Patm
(Pa)
h1
(m)
h2
(m)
PCman
Ec. 4
(Pa)
PCabs
Ec. 5
(Pa)
Pa
Psi
Experiencia C.
Presión
Aplicada (peso)
N/cm2
Pa
Presión Leída en Manómetro de Prueba
Man. 1
(Pa)
Calibrado
(SI/NO)
Man. 2
(Pa)
Calibrado
(SI/NO)
5
10
15
20
Nota: considere el manómetro calibrado, si la desviación
porcentual entre la medida del manómetro ensayado y la
presión ejercida por el embolo no supere el 5%.
Observación: Será imprescindible el uso de zapatos de seguridad o
en su defecto botas cerradas, de lo contrario no podrá ejecutar la
práctica, sin excepción. Cumplir las medidas de seguridad
sugeridas por el Profesor y el Técnico.