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7/31/2019 Conceptos_de_Presin

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VARIABLE DE PRESIN CONCEPTOS

FUNDAMENTALES


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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.


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Tenemos que:

La relacin de los diferentes tipos de presin se expresa en la

figura siguiente:


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Presin Absoluta

Es la presin de un fluido medido con referencia al vaco perfecto

o cero absoluto. La presin absoluta es cero nicamente cuando noexiste choque entre las molculas lo que indica que la proporcin

de molculas en estado gaseoso o la velocidad molecular es muy

pequea. Ester termino se creo debido a que la presin atmosfrica

varia con la altitud y muchas veces los diseos se hacen en otrospases a diferentes altitudes sobre el nivel del mar por lo que un

termino absoluto unifica criterios


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Presin Atmosfrica

El hecho de estar rodeados por una masa gaseosa (aire), y al tener

este aire un peso actuando sobre la tierra, quiere decir que estamos

sometidos a una presin (atmosfrica), la presin ejercida por la

atmsfera de la tierra, tal como se mide normalmente por medio del

barmetro (presin baromtrica). Al nivel del mar o a las alturas

prximas a este, el valor de la presin es cercano a 14.7 lb/plg2(760 mmHg), disminuyendo estos valores con la altitud.


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Presin Manomtrica

Son normalmente las presiones superiores a la atmosfrica, que

se mide por medio de un elemento que se define la diferencia entre

la presin que es desconocida y la presin atmosfrica que existe,

si el valor absoluto de la presin es constante y la presin

atmosfrica aumenta, la presin manomtrica disminuye; esta

diferencia generalmente es pequea mientras que en las medicionesde presiones superiores, dicha diferencia es insignificante, es

evidente que el valor absoluto de la presin puede abstenerse

adicionando el valor real de la presin atmosfrica a la lectura del

manmetro.La presin puede obtenerse adicionando el valor real de la presin

atmosfrica a la lectura del manmetro.

Presin Absoluta = Presin Manomtrica + Presin Atmosfrica.


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Vaco

Se refiere a presiones manomtricas menores que la atmosfrica,

que normalmente se miden, mediante los mismos tipos de elementos

con que se miden las presiones superiores a la atmosfrica, es decir,

por diferencia entre el valor desconocido y la presin atmosfrica

existente. Los valores que corresponden al vaco aumentan al

acercarse al cero absoluto y por lo general se expresa a modo decentmetros de mercurio (cmHg), metros de agua, etc.

De la misma manera que para las presiones manomtricas, las

variaciones de la presin atmosfrica tienen solo un efecto pequeo

en las lecturas del indicador de vaco.

Sin embargo, las variaciones pueden llegar a ser de importancia,

que todo el intervalo hasta llegar al cero absoluto solo comprende

760 mmHg.


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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:


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Tipo de Manmetro Rango de OperacinM. de Ionizacin 0.0001 a 1 x 10-3 mmHg ABSM. de Termopar 1 x 10-3 a 0.05 mmHgM. de Resistencia 1 x 10-3 a 1 mmHgM. Mc. Clau 1 x 10-4 a 10 mmHgM. de Campana Invertida 0 a 7.6 mmH2OM. de Fuelle Abierto 13 a 230 cmH2OM. de Cpsula 2.5 a 250 mmH2OM. de Campana de Mercurio (LEDOUX) 0 a 5 mts H

2

OM. "U" 0 a 2 Kg/cm2M. de Fuelle Cerrado 0 a 3 Kg/cm2M. de Espiral 0 a 300 Kg/cm2M. de Bourdon tipo "C" 0 a 1,500 Kg/cm2M. Medidor de esfuerzos (stren geigs) 7 a 3,500 Kg/cm2M. Helicoidal 0 a 10,000 Kg/cm2


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Las formas mas comunes es el tubo en "C", el Espiral y el Helicoidal.

El mas simple es el tubo en "C", alcanza a medir hasta 1,1500 Kg/cm2con 2% de error mximo sin embargo, en los elementos que requieren

mayor precisin se usan los espirales o los helicoidales pues tienen

mayor ganancia que el tubo "C" y su precisin es de 0.5%. Los

elementos de espiral admiten hasta 300 Kg/cm2.

Adems de los anteriores existe un grupo de manmetros diseados

para medir presiones bajas e intermedias (hasta 2 Kg/cm2 de los

cuales son:


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Manmetro de Mc. Clau

Opera en un columpio que permite hacerlo cambiar de posicin

horizontal a vertical y viceversa, atrapando un volumen definido

de gas de presin desconocido que al ser comprimido a un pequeo

volumen por accin del mercurio se obtiene una diferencia de niveles

entre el tubo central y el tubo capilar de compensacin. Como es

obvio, este sistema no sirve para gases que se condensen, adems lalectura es intermitente. Aplicando la ley de boyle se puede hacer una

escala calibrada en trminos de presin absoluta que represente el

valor del sistema de vaco que se esta midiendo, Este aparato es tan

exacto que se utiliza para calibrar otras gamas parecidas.


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Manmetro de Resistencia (PIRANI)

Operan bajo el principio de que la perdida de color de un alambre

caliente varia de acuerdo con los cambios de presin a los que estasujeto, las variaciones en perdidas de calor son relativamente

grandes cuando se operan con presiones alrededor de 1 mmHg

absoluto.

Este manmetro tiene un tubo sellado a una presin menor de 1

micrn (1x10-3 mmHg) lleva en su interior una resistencia que

constituye la celda de compensacin y otro tubo abierto con una

resistencia igual a la anterior el cual se conecta a la fuente de

presin que va a ser medida. Ambas celdas forman parte de un

circuito que fundamentalmente es un puente de Wheatstone yfinalmente las variaciones de voltaje se miden con un potencimetro

graduado en trminos de presin absoluta


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Manmetro de Termopares

Este aparato es similar al anterior, excepto en que cada celda hay

2 termopares calentados por 4 filamentos alimentados por 4bobinas secundarias de un transformador, la salida del mV obtenido,

se mide con un potencimetro graduado en presin absoluta que en

el caso anterior.


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Manmetro de Ionizacin

Se utiliza en la medicin de vacos extremosos (de 0 a 1 micrn)

consiste en un bulbo conectado a la fuente de vacio.

Cuando los electrones emitidos por un filamento caliente bombardean

las molculas del gas ocurre una ionizacin de las mismas; estos iones

permiten que la corriente fluya entre los electrodos. La proporcin delflujo de iones es una medicin directa de la cantidad de gas presente y

por lo tanto de la presin absoluta; la corriente resultante es

amplificada electrnicamente y despus medida con un potencimetro

electrnico graduado en unidades de presin absoluta.


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Manmetro de Fuelle

En su interior lleva un resorte que se opone al efecto de la presin,

pueden ser abiertos o cerrados, en los primeros se usa en rangos de

13 a 230 cmH2O y los segundos de 0.21 a 2 Kg/cm2. El movimiento

obtenido por variaciones de presin se amplifica con un juego de

palancas y se transmite a una aguja o puntero.

Manmetros de Cpsula y DiafragmaSon utilizados para medir presiones de 2.5 a 240 cmH2O, las

cpsulas son construidas de latn delgado o acero inoxidable y los

diafragmas pueden ser de cuero tratado con aceite, hule, neopreno,

tefln, etc.


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Manmetro de FuelleEn su interior lleva un resorte que se opone al efecto de la presin, pueden ser abiertos o cerrados,

en los primeros se usa en tangos de 13 a 230 cmH2O y los segundos de 0.21 a 2 Kg/cm2. Elmovimiento obtenido por variaciones de presin se amplifica con un juego de palancas y se transmite a

una aguja o puntero.

Manmetros de Cpsula y DiafragmaSon utilizados para medir presiones de 2.5 a 240 cmH2O, las cpsulas son construidas de latn delgado

o acero inoxidable y los diafragmas pueden ser de cuero tratado con aceite, hule, neopreno, tefln, etc.


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Para medir presiones extremadamente grandes, se utilizan otros dispositivos conocidos como medidores

de esfuerzos este aparato posee algunas ventajas como su medicin es elctrica, la distancia entre el

aparato y el elemento medidor pueden ser relativamente grandes, adems como no tiene partes mviles

puede ser sellado hermticamente y no es afectado por humedad, corrosin u otros agentes, tambin puede

resistir hasta 3 veces el mximo de presin sin daarse debido a la rubuztes de su construccin.

El elemento medidor es un alambre plano en forma de rejilla y conectado a un potencimetro, opera entre

rangos de 7 a 3,500 Kg/cm2.

Manmetro de CampanaEste medidor se conoce tambin con el nombre de medidor de mercurio o campana de ledoux y es muy

usual como medidor de flujo, consiste en 2 recipientes unidos por la parte inferior similar al manmetro

de "U"; en realidad mide presiones diferenciales.

Uno de los recipientes contiene un flotador de acero al carbn que arrastra un mecanismo para mover

una plumilla.

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