PRESIONES 2014Ing. AUDBERTO MILLONES CHAFLOQUEUNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNOFACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA

ESCUELA DE INGENIERIA AGRICOLACurso: Mecnica de Fluidos

PRESINDEFNESE: La presin como una fuerza ejercida sobre una superficie por unidad de rea.En ingeniera, el trmino presin se restringe generalmente a la fuerza ejercida por un fluido por unidad de rea de la superficie que lo encierra.La medicin de la presin es deseable porque:1.Ayuda a definir el estado deL fluido2.Ayuda a determinar el trabajo hecho sobre o por el fluido, si hay movimiento de ste.Termodinamicamente, la nica presin de importancia es la presin absoluta.

La presin en un punto por encima o por debajo de la presin atmosfrica se denomina presin manometria , dado que se mide por medio de manometro.La presin manometrica debe sumarse algebraicamente a la presin atmsferica para obtener la presin absoluta.Fig.

Cuando la presin en un punto es menor que la atmsferica, dcese que hay vaco.Tres metodos para determinar la presin :1.Medicin de altura de la columna liquido necesara para equilibrar la presin medida (manmetro de columna lquida).2.Medicin de la deformacin de un slido debida a la presin medida (Tubo de Bourdon y manmetro de diafragma)3.Medicin del peso que, actuando sobre un rea conocido, equilibra la presin medida (manmetro de peso muerto)

MANMETRO DE COLUMNA LQUIDALos manmetros de columna lquida se utilizan de manera general para medir presiones o diferencias de presin inferiores a 1kg/cm2.Un manmetro de columna lquida muy comn es el tubo de UDonde la presin en el punto a es igual a la presin del punto CPc = hEl producto del peso especifico por la altura h es igual a la presin manmetrica que se determina (esto es, presin en exceso sobre presin atmsferica).

Si la presin que se mide es menor que la atmsferica, el liquido subir por la rama de la derecha del tubo. Luego el producto del peso especifico del lquido por la altura de la columna es igual a la presin atmsferica menos la presin medida. Hablese, entonces, de succin o vacio.El lquido utilizado en el manmetro debe elegirse de tal modo que la lectura lquida pueda utilizarse con la precisin deseada. Los ASME Power Test Codes recomiendan que mnima altura de lquido en el tubo U y en el manmetro de una rama sea de 4 pulgadas (aproximadamente 100mm).Los lquidos comunmente utilizados en los manmetros de columna lquida son el agua, el mercurio, el aceite y el tetracloruro de carbono. La tabla 2.1da el peso especifico del agua destilada a diversas temperaturas y tambin los pesos especificos relativos a del aceite Ellison para manmetros de tiro, de tectra cloruro de carbono y del mercurio, referidos todos al peso especfico del agua a 4C.

Las cifras dados en la tabla se refieren a lquidos, no contaminados. La absorcin de aire, polvo y otras impurezas puede afectar de manera sustancial los valores dados.TABLA 2.1MANMETRO DE BOURDON Y DE DIAFRAGMALos manmetros de Bourdon se clasifican a menudo como manmetros (propiamente dichos, para presiones mayor que la atmosfrica),vacumetros(para presionesmenores que la atmosfrica) y manmetros compuestos (para vacio y pequeas presiones).Las ASME POWER TEST CODES especifican que el manmetro de Bourdon. Debe elegirse de modo que la presin media por medir este comprendido entre un tercio y dos tercios de la escala. Se establece tamben que es muy conveniente que todas las lecturas esten comprendidas,

entre un cuarto y tres cuarto de la lectura de plena escala

BAROMETROSInstrumentos para la determinacin de la presin atmosferica se denomina barometros por lo que la presin atmosferica se llaman, muchas veces, presin baromtria.Al determinar presiones por encima de la presin atmosfrica un error de 2.5 a 3mmHg en la del barometro carece de significacin en la mayora de trabajos de ingeniera.Sin embargo, cuando se trata de medir presin en los condensadores y otras dispositivas que trabajan con alto riesgo de vacio es deseable medir presin baromtrica con una presin de 0,25mm.

VARIACIN DE LA PRESIN EN UN FLUIDO DE DENSIDAD VARIABLE Y ATMSFERA ESTANDAR

Una a plicacin muy til de la ecuacin (1) es el clculo de la variacin de la presin con la altura en la atmosfra terrestre. Ln (p) =-sAunque la temperatura atmosfrica varia da con da y de estacin a estacin, los clculos generalmente se basan en la atmsfera de estndar de los Estados Unidos, la cual tiene la curva temperatura-altura que se muestra en la figura 2.6 (a). En la parte inferior de la atmsfera, llamada tropsfera, la temperatura decrece linealmente con la altura. Aproximadamente a 11km (36 0000 pie), y entonces comienza a aumentar linealmente. La regin exterior de la atmsfera se llama insfera est extremadamente rarificada y no se puede modelar como un continuo.

La variacin de la temperatura en la tropsferica es donde To es la temperatura de la superficie y B es una constante denominada gradiente vertical de temperatura. Para la atmsfera de los Estados Unidos, se tiene queTo = 15C=288.15K(59F o 518.67R)B = 0.00650 K / m (0.003566R/pie)

La presin a nivel del mar es Po = 101 330 Pa (14.696 Ib /pulg2)En la estratsfera, la temperatura permanece constante a T=Tc=216.7K=390.1R

Denotando con Pc la presin en la parte inferior de la estratsfera zc, se obtiene queP= Pc exp - g(z-zc) RTcPara la atmsfera estndar de los Estados UnidosZc = 11km (36 100 pie) y Pc = 22 600Pa (3.28 Ib/pulg2)El resto de la atmsfera tiene una variacin lineal de la temperatura o sta permanece constante, por lo que se puede determinar la presin en toda la atmsfera.Los resultados se muestran en la figura 2.6 (b). En las tablas A.1 del apndice A, se presentan las propiedades de la atmsfera estndar de los Estados Unidos.

RECOMENDACIONESLa determinacin de precisin de una presin no es posible si no se observan las siguientes precausiones:La posicin del elemento sensible a la presin debe elegirse de modo que en l se halle presente la presin deseada.No debe haber fugas en el tubo que lleva la presin por medir al instrumento.Debe considerarse el efecto del fluido en el tubo de trasferencia de la presin sobre la presin observada.El instrumento medidor de presin debe elegirse de modo que la presin sea indicada con precisin deseada.El instrumento medidor de presin debe ser protegido contra todo efecto perjudicial causado por las variaciones de presin y temperatura.