H - Facultad de Ingeniería - Universidad de Buenos Aires

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
FACULTAD DE INGENIERÍA
Departamento de Hidráulica
LABORATORIO DOCENTE DE HIDRÁULICA
Ing. RODOLFO E. BALLESTER
PRÁCTICA Nº 1
Manometría
Ing. Enrique L. NAHIM
UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
FACULTAD DE INGENIERÍA
MANOMETRÍA
pág.1
MANÓMETROS
DESCRIPCIÓN
Los manómetros son instrumentos para la medición de presión en los fluidos. El más
sencillo es el manómetro en U. En la parte inferior del manómetro en U se aloja un
líquido denominado “manométrico”. El líquido manométrico se desnivela cuando se
aplican diferentes presiones en los extremos de las ramas de la U. La diferencia de
niveles entre las ramas es proporcional a la diferencia de presiones aplicadas. Para
que la diferencia de niveles no supere el fondo de escala del manómetro, el peso
específico del líquido manométrico debe ser adecuadamente superior al de los fluidos
que presionan los extremos.
El Laboratorio Docente de Hidráulica posee varios manómetros en U-simple para
presiones relativamente bajas y U-compuesto para presiones mayores, con relación a
un mismo liquido manométrico.
El MANOMETRO U-SIMPLE consta de un solo tubo de vidrio en U.
El MANOMETRO U-COMPUESTO consiste en dos o más tubos de vidrio en U,
dispuestos en serie. Por su disposición, y de acuerdo a una combinación adecuada de
las válvulas, también puede utilizarse como manómetro simple.
ELECCION DEL LIQUIDO MANOMETRICO
Como se ha dicho, el tipo de líquido manométrico depende del fondo de escala del
manómetro (el Laboratorio Docente de Hidráulica tiene manómetros con escalas de 1
metro) y de la magnitud de la presión absoluta o presión diferencial máxima, que se
desea medir. Lo ideal es que la máxima diferencia de presiones a medir se aproxime a
la longitud de la escala máxima (fondo de escala), para tener un valor de error relativo
pequeño, en la apreciación de la medición.
MEDICION DE LA PRESIÓN
La determinación de presión es función de la diferencia de altura entre las ramas del
tubo U. Se pueden medir presiones relativas a la atmosférica, o presiones diferenciales
entre dos tomas de presión con una precisión en valor absoluto del 2%. En ambos
casos se utilizan manómetros en U-simple o U-compuesto. Para la correcta medición
se deberá verificar que las mangueras de conexión del manómetro a la línea de presión
no contengan aire. En caso contrario deberá purgarse en forma adecuada para
desalojar el mismo.
PRESION RELATIVA
Se conecta una de las ramas del tubo U a una toma de presión ubicada en un punto de
un sistema que contiene un fluido a presión (tuberías, recipientes, cámaras y otros
dispositivos hidráulicos), mientras que la otra rama se mantiene abierta a la atmósfera.
PRESION DIFERENCIAL
En este caso se conectan los extremos de la U a dos puntos de una misma cañería
para calcular la perdida de carga por fricción, dos recipientes a distinta presión, para
medición de velocidades en un punto con tubo Pitot , o medición de caudal medio con
Venturi o placa orificio.
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Manómetro ubicado por debajo del eje de una tubería
Manómetro U simple
γ agua
P1
p atm
V1
V2
C
B
A
γ man
Figura 1
H 

p1 = patm + γ man H1 − γ agua  Y1 + 1  + γ agua Z presión absoluta
2 

H 

P1rel = p1 − p atm = γ man H 1 − γ agua  Y1 + 1  + γ agua Z
2 

presión relativa
Manómetro U compuesto
p atm
V1
γ agua
V2
V3
C
D
B
E
G
F
A
γ man
Figura 2
(
P1 = Patm + γ man − γ agua
(
) (H 1 + H 2 ) − γ agua Y
P1rel = P1 − Patm = γ man − γ agua
) (H 1 + H 2 ) − γ agua Y
presión relativa
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Manómetro ubicado por encima del eje de una tubería
Manómetro U simple
p atm
V1
V2
C
γ agua
B
A
p1
γ man
Figura 3
H 

p1 = p atm + γ man H 1 + γ agua  Y1 − 1  + γ agua Z presión absoluta
2 

H 

P1rel = P1 − Patm = γ man H 1 + γ agua  Y1 − 1  + γ agua Z presión relativa
2 

Manómetro U compuesto
p atm
V1
V3
V2
C
D
G
E
F
γ agua
A
B
γ man
Figura 4
P1 = Patm + (γ man − γ agua ) (H1 + H 2 ) + γ agua Y presión absoluta
P1rel = P1 − Patm = (γ man − γ agua ) (H1 + H 2 ) + γ agua Y
presión relativa
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PRESION DIFERENCIAL
Se conecta las ramas del tubo en U a un mismo o a distintos sistemas bajo presión.
Esos sistemas pueden estar constituidos por cañerías, recipientes y otros dispositivos
hidráulicos.
Manómetro diferencial simple
Manómetro diferencial compuesto
V1
V1
γ agua
V2
V2
V3
C
A
A
B
p1 − p 2 = ( γ man − γ agua ) H
D
B
F
γ man
γ man
Figura 5
G
Figura 6
p1 − p 2 = γ man − γ agua
(
) (H
2
+ H1 )
OBJETIVO DE LA PRACTICA
Medición de presión con manómetros en U.
REALIZACIÓN DE LA PRACTCA
1)
Utilizando un manómetro en U-simple:
A. Para el manómetro diferencial de la figura 5, mida la presión diferencial producida
en un tubo de estancamiento.
(líquido manométrico: tetrabromoetano - γman = 2960 Kg/m 3 )
B. Determine el peso específico del líquido manométrico mediante la aplicación de
la ecuación de equilibrio estático, referido al peso específico del agua, con la
utilización de un manómetro en U, desconectado de la instalación.
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2)
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Utilizando un manómetro en U-compuesto:
A. Para el manómetro en U compuesto de la figura 2, mida y calcule la presión en la
sección cilíndrica de entrada del tubo Venturi.
(líquido manométrico: mercurio - γman = 13560 Kg/m 3 )
B. Mida la presión en la sección cilíndrica de entrada del tubo Venturi utilizando un
manómetro Bourdón.
C. Compare los valores obtenidos en los puntos A y B.
D. Utilizando un manómetro en U compuesto, mida y calcule la presión diferencial
producida en el Tubo Venturi ( ver figura 6).
(líquido manométrio : mercurio - γman = 13560 Kg/m 3 )
E. Utilizando un manómetro en U compuesto, mida la presión diferencial entre dos
puntos de una tubería recta, de diámetro constante.
(líquido manométrico: tetracloruro de carbono - γman = 1585 Kg/m 3 ).
F. Utilizando un manómetro en U compuesto, mida la presión diferencial entre dos
puntos, producido en un ensanchamiento y/o contracción brusca.
(líquido manométrico: tetracloruro de carbono - γman = 1585 Kg/m 3 ).
INFORME DE LA PRACTICA
El alumno deberá explicar la diferencia entre presión absoluta y presión relativa.
Indicará qué presión (absoluta o relativa) se mide con el manómetro Bourdón
disponible en el Laboratorio.
Indicará de qué modo incide en el valor de presión relativa, la posición del manómetro
en U con respecto al eje de la cañería de referencia.
CONCLUSIONES
El Grupo presentará un informe de la práctica (máximo 1 carilla) con la descripción de
las tareas realizadas y su opinión sobre los resultados obtenidos.