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Prctica 1. Manejo de la Bscula de Pesos Muertos

RESUMEN. El objetivo de sta prctica es familiarizar al alumno con los elementos primarios de medicin del tipo Bourdon y aprender el manejo de la bscula de pesos muertos. INTRODUCCIN.El control de la presin en los procesos industriales da condiciones de operacin seguras. Cualquier recipiente o tubera posee cierta presin mxima de operacin y de seguridad variando este, de acuerdo con el material y la construccin. Las presiones excesivas no solo pueden provocar la destruccin del equipo, si no tambin puede provocar la destruccin del equipo adyacente y ponen al personal en situaciones peligrosas, particularmente cuando estn implcitas, fluidos inflamables o corrosivos. Para tales aplicaciones, las lecturas absolutas de gran precisin con frecuencia son tan importantes como lo es la seguridad extrema. Por otro lado, la presin puede llegar a tener efectos directos o indirectos en el valor de las variables del proceso (como la composicin de una mezcla en el proceso de destilacin). En tales casos, su valor absoluto medio o controlado con precisin de gran importancia ya que afectara la pureza de los productos ponindolos fuera de especificacin. La presin puede definirse como una fuerza por unidad de rea o superficie, en donde para la mayora de los casos se mide directamente por su equilibrio directamente con otra fuerza, conocidas que puede ser la de una columna liquida un resorte, un embolo cargado con un peso o un diafragma cargado con un resorte o cualquier otro elemento que puede sufrir una deformacin cualitativa cuando se le aplica la presin. Tipos de presin 1. 2. Atmosfrica. Es el peso del aire sobre la superficie terrestre. Vara con la altitud y la temperatura. Manomtrica. Es la producida por un medio diferente al de la atmsfera. Puede ser positiva o negativa (de vaco) 3. Presin absoluta. Es la presin real en un punto determinado del sistema. Se obtiene a partir de la suma algebraica de la presin atmosfrica y la manomtrica (positiva o negativa)


Tipos de Medidores de Presin Los instrumentos para medicin de presin pueden ser indicadores, registradores, transmisores y controladores y pueden clasificarse de acuerdo a lo siguiente: Elsticos No Elsticos Elctricos


Tabla de Manmetros y su rango de operacin. Tipo de Manmetro M. de Ionizacin M. de Termopar M. de Resistencia M. Mc. Clau M. de Campana Invertida M. de Fuelle Abierto M. de Cpsula M. de Campana de Mercurio M. "U" M. de Fuelle Cerrado M. de Espiral M. de Bourdon tipo "C" Rango de Operacin 0.0001 a 1 x 10-3 mmHg ABS 1 x 10-3 a 0.05 mmHg abs 1 x 10-3 a 1 mmHg abs 1 x 10-4 a 10 mmHg abs 0 a 7.6 mmH2O 13 a 230 cmH2O 2.5 a 250 mmH2O (LEDOUX) 0 a 5 mts H2O 0 a 2 Kg/cm2 0 a 3 Kg/cm2 abs 0 a 300 Kg/cm2 0 a 1,500 Kg/cm2

M. Medidor de esfuerzos (stren geigs) 7 a 3,500 Kg/cm2 M. Helicoidal 0 a 10,000 Kg/cm2


Medidores Elsticos. Tubos de Bourdon. Tubo de seccin elptica que forma un anillo casi completo, cerrado por un extremo. Al aumentar la presin en el interior del tubo, ste tiende a enderezarse y el movimiento es transmitido a la aguja indicadora, por medio de un sistema de pion y cremallera. Material del tubo: acero inoxidable, aleacin de cobre o aleaciones especiales de Hastelloy y Monel.


Elemento en Espiral. Se forma arrollando el tubo Bourdon en forma de espiral alrededor de un eje comn, y el helicoidal arrollando ms de una espira en forma de hlice. Ideales como registradores.

Diafragma. En stos, al aplicar presin, el movimiento se aproxima a una relacin lineal en un intervalo de medida lo ms amplio posible con un mnimo de histresis. Material del diafragma: aleacin de nquel o inconel. Utilizado para pequeas presiones.

De Fuelle Parecido al anterior, solo que est conformado por una sola pieza flexible axialmente, y puede dilatarse o contraerse con un desplazamiento considerable. Material del fuelle: bronce fosforoso. Para presiones pequeas.


Balanza de Pesos Muertos La balanza manomtrica de pesos muertos es un instrumento que rene excelentes caractersticas de robustez, terminacin y precisin, permitiendo

efectuar mediciones mejor que 0,1 %. La bomba es de tipo tornillo, cuyo cuerpo est construido a partir de macizo hexagonal de bronce, y el tornillo mbolo de acero inoxidable. Se fabrican en tres medidas de vstago, para presiones de hasta 500 kg/cm. El conjunto est soportado por dos patas de fundicin regulables en altura y preparadas para la alternativa de montaje fijo en banco.

Est provista con un depsito de aceite, cuya tapa acciona una vlvula aguja ubicada en su parte inferior que la comunica con la cmara de alta presin. El conjunto pistn -cilindro, se fabrica en dos versiones con relacin 1:10 y 1:1 para medir alta y baja presin. Pistn construido de E-K con tratamiento trmico y el cilindro de carburo de tungsteno, aseguran la precisin en el tiempo. La conexin para el manmetro a calibrar es rgida vertical y con tuerca giratoria de " BSP. Se provee juego de accesorios para adaptacin a " y 3/8 " y a roscas NTP y mtricas. Las pesas son de bronce pulido y se entregan formando un juego apto para hacer mediciones de 0,1 en 0,1 kg/cm con el pistn de baja o de 1 kg/cm con el pistn de alta.


DESARROLLO DEL TRABAJO. Equipo y Material a Utilizar Balanza de Pesos Muertos Manmetro Bourdon tipo "C con escala de 0 a 11 kg/cm2 Aceite Lubricante

Experimentacin 1. Abrir la vlvula de venteo colocada sobre el recipiente de aceite. 2. Conectar el Motor de Circulacin de aceite y arrancarlo. 3. Extraer el pistn de empuje con la manivela. 4. Cerrar la vlvula de venteo. 5. Quitar el tapn. 6. Empujar lentamente el pistn con la manivela hasta que sea expulsado el aire y colocar el manmetro con su adaptador. 7. Colocar la pesa correspondiente a la presin que se desea medir. (El pistn o plato pesan 0.2 kg/cm2 y debe sumarse este valor al de la pesa). 8. Empujar el pistn con la manivela hasta que la pesa se mantenga flotando en el aceite. El manmetro debe indicar la presin grabada en la pesa ms la del pistn. 9. Extraer el pistn con la manivela, liberar la presin excedente abriendo la vlvula de venteo, para el motor y quitar el manmetro. 10. Con la vlvula de venteo abierta, reponer el tapn y empujar hasta que el fondo el pistn con la manivela, permitiendo que el aceite pase al depsito de reserva.


CLCULOS Tabla de Datos Experimentales

Lr (kg/cm2 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

La (kg/cm2 ) 1.2 2.2 3.2 4.3 5.3 6.3 7.3 8.3 9.4 10.4

Realizando Grfico de Datos


Error de Multiplicacin

Error de cero

Error de Angularidad

Clculo de los errores

Despejando, Obtenemos

Lr (kg/cm2 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

La (kg/cm2 ) 1.2 2.2 3.2 4.3 5.3 6.3 7.3 8.3 9.4 10.4

e cero 0.2 0.2 0.2

e multiplicacin e angular

0.95042 0.9434 0.9524 0.9589 0.9639 0.9806 0.9615


RESULTADOS.

Lr (kg/cm2 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

La (kg/cm2 ) 1.2 2.2 3.2 4.3 5.3 6.3 7.3 8.3 9.4 10.4

e cero 0.2 0.2 0.2

e multiplicacin e angular

0.95042 0.9434 0.9524 0.9589 0.9639 0.9806 0.9615

El manmetro presenta los tres tipos de errores de calibracin, por lo que se debe calibrar tanto la aguja como la palanca y el fondo del manmetro de Bourdon tipo C.

OBSERVACIONES. Se debe ser cuidadoso al manejar la balanza de pesos muertos ya que es un equipo costoso y muy sensible. Esto aplica tambin para las pesas. Antes de realizar la experimentacin se debe corroborar que el nivel de aceite lubricante en el rea donde reposar el manmetro se encuentra en completamente llena, para no forzar al equipo, as como evitar datos errneos en la calibracin del manmetro.


CONCLUSIONES. Dentro de un proceso industrial, la presin es uno de los parmetros ms importantes a controlar, esto es debido a que cualquier recipiente o tubera posee cierta presin mxima y condiciones de seguridad para operar, por lo que es importante no rebasar las condiciones crticas ya que de hacerlo podemos provocar que se destruya el equipo e incluso poner al personal que opera en situaciones muy peligrosas. De forma general, la presin es una fuerza aplicada a una superficie. Dependiendo de las condiciones a las que trabaje un proceso, la presin se clasifica en absoluta, atmosfrica, manomtrica o de vaco (ausencia de presin). Como hemos visto, existen diversos tipos de medidores de presin, utilizando un manmetro de Bourdon tipo C en la experimentacin realizada. El manmetro presenta los tres tipos de errores, de cero, de multiplicacin y de angularidad por lo que es importante calibrar el engrane de la aguja, ajustar la palanca as como calibrar el fondo del manmetro. Es importante sealar que la balanza de pesos muertos presenta una gran ventaja y desventaja a la hora de calibrar un manmetro, esto se debe a que adems de permitirnos observar el comportamiento del manmetro nos permite ir calibrando y analizando su comportamiento; esto se vuelve una gran ventaja para quien lo sabe operar, pero una gran desventaja para quien no lo sabe, ya que puede tardar horas y no hacerlo bien.


BIBLIOGRAFA.

http://prof.usb.ve/srevolla/Archivos/Instru/Medici%C3%B3n%20de%20Presi%C3%B3n.pdf http://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica34.htm http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-07-08-manometro-bourdon.pdf Daz M. Rodolfo. Curso de Instrumentacin y Control, IPN-ESIQIE. Mxico D.F. 1982.

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