UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICAANTONIO JOS DE SUCREVICE-RECTORADO PUERTO ORDAZDEPARTAMENTO DE INGENIERA MECNICACATEDRA: MECNICA DE LOS FLUIDOS

CALIBRACIN DE MANMETROS

Profesor: Integrantes:Jess Ferrer Andrea Abril C.I.20505656 ngelo Fernndez C.I19301550 Ysnardo Sulbaran C.I.20741131

CIUDAD GUAYANA, JUNIO DE 2012

NDICEIntroduccin .3Resumen..................................................................................................4Objetivos..................................................................................................5Descripcin de equipos e instrumentos..6Fundamento Terico...............................................................................7-17Datos y lectura directa.............................................................................18Clculos y Resultados..............................................................................18-23Grficas................................................................................................... 14 - 19Anlisis de Resultados............................................................................Conclusiones.......................................................................................Recomendaciones.......................................................................................Anexos..Bibliografa

INTRODUCCIN

Un manmetro es un dispositivo simple y preciso para medir presiones; sin embargo sus lmites son los intervalos de presin que puede medir. Uno de los manmetros ms usado en las prcticas de laboratorio es el manmetro de presin de tubo de Bourdon. Este manmetro Bourdon, para garantizar su exactitud y precisin, es necesario realizar procesos de calibracin y evaluacin continua del instrumento.En esta prctica determinamos el error de lectura de este tipo de manmetro, haciendo uso de probador de peso muerto, Un probador de peso muerto esta formado por un cilindro vertical, una pistn cilndrico con libertad de movimiento vertical, una plataforma para colocar pesas, una manguera flexible que comunica la presin al manmetro y por ultimo un manmetro. La forma como se van a tomar las lecturas del manmetro es cargando de tres formas diferentes

RESUMEN

Este segundo laboratorio tiene como finalidad determinar el error de lectura de un manmetro de Bourdon, utilizando un probador con tres tipos de cargas llamado probador de peso muerto. El laboratorio consisti en colocar en la plataforma del probador distintas masas en forma: creciente, decreciente y con vibraciones, y a su vez en paralelo se tomaron nota de los valores que iba arrojando el manmetro. Al momento de determinar la eficiencia del equipo tomamos los valores medios y se compara con las experiencias reales (W/A), a lo que podemos observar que el mtodo que presente menor error es el ms exacto.OBJETIVOS

Objetivo general:Determinar el error de lectura de un manmetro Bourdon, haciendo uso de un probador de peso muerto, con tres tipos de carga.

Objetivos especficos: Graficar la relacin Fuerza Real vs Fuerza para las siguientes condiciones de carga: Agregando peso al probador, quitando peso al probador y agregando peso al probador con vibracin para estabilizar la lectura. Determinar el error porcentual cometido por un manmetro Bourdon bajo tres condiciones de carga establecidas. Determinar cual de los procedimientos empleados es ms conveniente para realizar la lectura de presin en un sistema.

FUNDAMENTO TERICO

Presin: Es una magnitud fsicaescalarque mide la fuerza en direccin perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.

Presin en un punto: La presin en un punto de un fluido puede definirse como el cociente entre la fuerza actuante normalmente sobre un elemento de rea, y el rea misma. La presin puede expresarse con referencia a un origen arbitrario. Los orgenes ms visuales son el vaco y la presin atmosfrica. Cuando se toma como origen el vaco absoluto, la presin se llama absoluta y cuando se toma como origen la presin atmosfrica local; se llama presin manomtrica.

El medidor de presiones manomtricas mas usados en la ingeniera es el manmetro tipo Bourdon: (Es el medidor de presin de tubo). La presin que se va ha medir se aplica a la parte interior de un tubo aplanado que normalmente tiene la forma de una aspirar. La presin aumentada en el interior del tubo ocasiona que este se enderece un poco. El movimiento del extremo del tubo es trasmitido a travs de una ligadura que, a su vez hace que un indicador gire. La sensibilidad del manmetro depende del material y dimensiones del tubo de Bourdon; comercialmente se consigue maromero para una gran seleccin de rango de presin.

Manmetro:Es unaparatoque sirve para medir lapresinde fluidos contenidos en recipientes cerrados. Esencialmente se distinguen dos tipos de manmetros, segn se empleen para medir la presin de lquidos o de gases.

Un probador de peso muerto, esta formado por un cilindro vertical, un pistn cilndrico con libertad de movimiento vertical, una plataforma para colocar pesos, una manguera flexible que comunica la presin al manmetro por ltimo, el manmetro.

PesasCilindroPistnManguera flexibleManmetroAplicando la definicin de presin a la base del pistn y considerando que esta se encuentra en estado esttico se debe cumplir que: P= W/A. Donde W= peso del pistn y la carga aadida. A= rea del pistn. Este cociente nos determina la presin real. El valor de presin leda se obtiene directamente de Manmetro Bourdon. La comparacin entre estos valores presin real y leda, nos da una idea de exactitud de lectura del aparato.La comparacin entre los valores de presin real y leda, nos da una idea de la exactitud de las lecturas del aparato.

DESCRIPCIN DE EQUIPOS

MANMETRO TIPO BOURDON

PESAS

Para la realizacin del experimento se utiliz:

Pesas de 1 KgPesas de 0.2 KgUn (1) Manmetro Bourdon Escala: kn/m2; Lbf / in2.Un (1) probador de peso muerto formado por un cilindro vertical, un pistn cilndrico, una plataforma y una manguera flexible o tubo de conexin.

Manmetro tipo Bourdon:Consiste en un tubo de paredes delgadas, de forma oval, formando un aro circular de aproximadamente 270. Esta rgidamente unido a la estructura metlica en el extremo donde la presin es admitida al tubo. Marca: Tecquipment Limited. Made in EnglandRango: 0-30 (KN/m2); 0-200 (Lbf/in2)Apreciacin: 10 KN/m2 y 5 PSI Pesas: forma cilndrica con un agujero en el eje de giro.

Clculos y resultados

Para realizar los clculos que se presentan a continuacin se utilizaran las siguientes ecuaciones.Donde:W:Es el peso del pistn mas el de la carga aadida.A:Es el rea de la base del pistn.

Error porcentual:Donde:Pt: Presin terica calculada mediante la ecuacin (1).Pe: Presin experimental tomada directamente del manmetro.Regresin lineal:

Y= aX+bDonde:Y: Presin experimental.X: Presin terica.a: Representa el punto de interseccin de la recta de regresin con el eje vertical.b: representa el coeficiente de regresin (pendiente de la recta de regresin).

Los valores a y b se determina mediante las siguientes ecuaciones.

Donde n representa el nmero de datos de presin.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Teniendo la plataforma en vaco, se toma lectura de la presin en dial del manmetro. A continuacin, se aade un peso conocido, se toma la lectura correspondiente. En la misma forma, se aaden pesos hasta completar 5 6 Kg de peso en la plataforma. Posteriormente si se retiran una a una las pesas colocadas, tomando la lectura correspondiente del manmetro.

Al terminar de descargar las pesas, se empiezan a aadir una a una, pero esta vez se golpea suavemente la mesa donde se halla el probador, antes de leer en el manmetro con los resultados experimentales se obtendr valores de presin real calculada, y de presin leda directamente del manmetro, para las tres forma de agregar peso. Basndose en estos resultados, se construir una grfica con las tres curvas de presin leda Vez presin calculada o real. De esta forma se puede saber, con cul de las tres forma de carga, el manmetro da mejores lecturas. Adicionalmente, podemos estimar lo confiable que puede ser el instrumento, pues si fuera totalmente exacto, las curvas deberan ser lneas rectas de pendiente uno y que pasen por el origen.

Para cada uno de los mtodos de carga se calculara un error promedio. Estos errores beben ser comparados y analizados, tomando en cuenta las caractersticas del equipo.

DATOS Y LECTURAS DIRECTAS

Tabla 1: Lecturas Directas

rea de la base del pistn

Peso del conjunto Pistn-Plataforma: 1Kg

Tabla 2: Mediciones Directas

Mtodo AscendenteMtodo DescendenteMtodo Ascendente con Vibracin

NmP tericamP tericamP terica

115,3419,515,2

229,53,81928,5

3314,73,617,9315

43,215,73,4173,216

53,416,83,216,13,416,9

63,617,53153,617,7

73,818,4210,13,818,8

8419,515,5419,7

Escala: 0-200 .33.31m: Kg; P.teorica: KN/m2

Tablas de resultados:

Clculos IntermediosCon las respectivas pesas se calculan la P real y es mostrada en la tabla

rea de la base del pistn

Peso del conjunto Pistn-PlataformaTabla3: Mtodo AscendenteNPesas (Kg.)P real (KN/m2)

116,79

2210,19

3313,58

43,214,27

53,414,95

63.615,63

73,816,31

8416.99

Error porcentual (%)=

Error Absoluto=

Error Relativo=

Tabla4: Mtodo AscendentePesos (Kg)Error RelativoError porcentual (%)Error Absoluto

10,219421,941,49

20,06776,7710,69

30,08248,2479,98

3,20.100210,0211,43

3,40,123712,3741,85

3,60,119611,9641,87

3,80,128112,8142,09

40,147714,7732,51

Tabla5: mtodo descendente.NPesas (Kg.)P real (KN/m2)

1416.99

23,816,31

33,615,63

43,414,95

53,214,27

6313,58

7210,19

816,79

Error porcentual (%)=

Error Absoluto=

Error Relativo=

Tabla6: mtodo descendente.Pesos (Kg)Error RelativoError porcentual (%)Error Absoluto

40,147714,7732,51

3,80,164916,4922,69

3,60,145214,5232,27

3,40,137113,7122,05

3,20,128212,8241,83

30,104510,4561,42

20,00880,88320,09

10,189918,9981,29

Tabla7: Mtodo Ascendente con VibracinNPesas (Kg.)P real (KN/m2)

116,79

2210,19

3313,58

43,214,27

53,414,95

63.615,63

73,816,31

8416.99

Error porcentual (%)=

Error Absoluto=

Error Relativo=

Tabla8: Mtodo Ascendente con Vibracin

Pesos (Kg)Error RelativoError porcentual (%)Error Absoluto

10,234123,411,59

20,165816,581,69

30,104510,451,42

3,20,121212,121,73

3,40,130413,041,95

3,60,132413,242,07

3,80,152615,262,49

40,159515,952,71

Presentacin de ResultadoSe determina de esta forma el Error porcentual promedio y se compara con los otros mtodos usados. El que presente menor error es el ms exacto. Es mostrada en la tabla 9

Tabla9: Error Porcentual Promedio para la presin en KPa:Mtodo AscendenteMtodo DescendenteMtodo Ascendente con vibracin

Error Porcentual (%)12,36312,83215,006

Tabla 10: Datos para la Grafica P real Vs P tericoMtodo AscendenteMtodo DescendenteMtodo Ascendente con Vibracin

NP realP tericaP realP tericaP realP terica

16.795,316.9919,56,795,2

210,199,516,311910,198,5

313,5814,715,6317,913,5815

414,2715,714,951714,2716

514,9516,814,2716,114,9516,9

615,6317,513,581515,6317,7

716,3118,410,1910,116,3118,8

816.9919,56,795,516.9919,7

Presin: Kpa

Graficas:

Anlisis de Resultados

De los resultados obtenidos se pude hacer una comparacin de la fiabilidad de cada mtodo utilizado para leer presiones en el manmetro Bourdon, siendo el mtodo mas fiable el mtodo de carga con perturbacin ya que la pendiente de la curva construida con la presin real y la presin leda en este mtodo es 0.9683 y como ya sabemos si el mtodo es totalmente exacto la curva presin real versus presin leda debe tener una pendiente igual a 1 y 0.9683 es un numero muy cercano a 1, es por esto que se pude afirmar que el mtodo mas exacto para leer presiones es el mtodo de carga con perturbaciones. Esto se puede ver tambin mediante los resultados obtenidos en el calculo de los errores, siendo el error promedio 3.485 % el mas bajo que se obtuvo mediante este mtodo.

RECOMENDACIONES

Tomar apreciaciones de lecturas de presin en el dial del manmetro.Evitar las perturbaciones que puedan presentarse.Total cuidado a la hora de colocar y retirar las pesas sobre la plataforma.

CONCLUSINES.

El Manmetro Bourdon es un instrumento confiable debido a que el sistema mecnico e hidrulico que utiliza para transmitir la presin a medir es bastante preciso.La presin del instrumento es mayor cuando se utiliza en condiciones de vibracin moderada, por lo cual deben calibrarse bajo estas condiciones.Esto es una ventaja, pues en la industria (condiciones reales de trabajo), se requiere la medicin de presiones en maquinarias expuestas a vibraciones. Por ultimo cabe descartar que es de suma importancia colocarse en una posicin totalmente frontal al instrumento, de manera tal que las lecturas que se obtengan se observen mejor y sean por lo tanto ms fiables. Por lo tanto el mtodo mas fiable es de carga con perturbaciones, las razones por las cuales este mtodo es ms efectivo tiene que ver con las tensiones que tiene el aceite que contiene probador de peso muerto, debido a la viscosidad del mismo, entonces cuando ocurre la perturbacin ocurre un alivio de tensiones que permiten que el pistn baje correctamente permitiendo as que se tengan mejores lecturas.

BIBLIOGRAFA.

ROCA VILA, Reclus. Introduccin a la Mecnica de los FluidosEditorial Limusa, S.A. de C.V. Mxico, D.F. 1987Gua de Laboratorio de Sistema de Fluidos.HASEN, Arthur G. Mecnica de los Fluidos . 1 Edicin. Editorial Hispano-Americana. Mxico, D.F. 1973.

ANEXOS