OBJETIVO

L A B O R A T O R I O D E H I D R Á U L I C A

HIDRÁULICA BÁSICA

PRÁCTICA 1

PRESIÓN

Manómetros diferenciales abiertos

LABORATORIO DE HIDRAULICA

Obtener la presión con distintos instrumentos y su equivalencia

en diferentes unidades.

ANTECEDENTES

Presión, carga de presión y ley de Pascal

Presión manométrica, atmosférica y absoluta

Instrumentos para medir presión

Dimensiones y unidades de presión

DESARROLLO

Registrar las lecturas que correspondan en los instrumentos

siguientes:

Barómetro 1. Medir la altura hb, en mm columna de mercurio y la

temperatura T del mercurio, en oC. Obtener la carga de

presión atmosférica local ha, en mm columna de mercurio, con la ecuación de calibración del barómetro.

h b = 586 mm

T = 21 °C

ha = hb – 0.1 T

ha = 583.9 mm

pa = gHgha

pa presión atmosférica local, en Pa g aceleración de la gravedad, 9.81 m/s

2

Hg densidad del mercurio, 13,600 kg/m3

Piezómetro

2. Medir la carga de presión h, en m columna de agua, en caso

necesario extraer el aire.

h = 0.875 m

0 densidad del agua, 1,000 kg/m

3

3. Medir las cargas de presión de agua h y de mercurio Δh, en

m, en caso necesario extraer el aire.

h = m

∆h = m

0 densidad del agua, 1000kg/m3

4. Medir las cargas de presión de aire h y de agua, Δh, en m.

h = 0.565 + 0.317 = 0.882 m

∆h = 0.073 m

a densidad del aire, 1.2 kg/m

3

Manómetro diferencial cerrado

5. Medir la diferencia de niveles de mercurio Δh, en m.

∆h = m

Manómetros de carátula

6. Medir la carga de presión negativa hF, en cm columna de

mercurio y la presión pG, en kgf/cm2.

hF = cm Hg pG = kgf/cm2

MEMORIA DE CÁLCULO

1. Obtener la presión atmosférica local pa, en Pa, con las

mediciones hechas en el Barómetro.

2. Determinar la presión en los puntos A, B, C D y E,

mediante un recorrido manométrico y expresarla en Pa.

3. Calcular la presión en los puntos F y G, en Pa.

4. Obtener la equivalencia de la presión de la sección G, en las

siguientes unidades:

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Sotelo, A. G. Hidráulica General Vol. 1, Ed. Limusa.

México, 1990.

2. Gieck, K. Manual de Fórmulas Técnicas: ciencia,

ingeniería, tecnología, Ed. AlfaOmega. México, 2007.

CUESTIONARIO

1. ¿Cuál es la diferencia entre un manómetro diferencial

cerrado y uno abierto?

a) kgf /m2

b) lbf /in2

ó psi c) atm d) bar

e) columna de agua, en m

f) columna de mercurio, en m

g) columna de aire, en m

Considere ρmercurio= 13600 kg/m3

2. ¿Cuál de los dispositivos vistos en la práctica sirve para

medir presiones atmosféricas?

3. Menciones 2 ventajas que presenta un manómetro de

carátula frente a un tubo piezométrico.

4. ¿Cuál es la diferencia entre un manómetro simple y uno

diferencial?

5. Calcular la altitud del laboratorio de hidráulica z, en msnm,

a partir la ecuación de la atmósfera estándar.

pa 1 z 2.26 10

5 5.256

p0

5. ¿Cuál es la diferencia entre carga de presión y presión?

pa presión atmosférica local, en Pa, obtenida en el inciso 1

po presión atmosférica al nivel del mar, 101.3 103

Pa

ANTECEDENTES

Presión. Presión es la fuerza por unidad de área que obra sobre una superficie real o imaginaria situada dentro de un fluido

A

FP

Carga de presión. Es la carga que genera el agua por su propio peso y esta en función de la altura que tenga la columna de

agua. A mayor altura de la columna de agua mayor presión en la parte baja.

Ley de Pascal. La presión ejercida sobre un fluido poco compresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes

indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.

Presión atmosférica. La presión atmosférica, ejercida sobre la superficie del mercurio en el recipiente, lo fuerza a elevarse

dentro del tubo hasta alcanzar la columna una altura h que se equilibra, la presión atmosférica; se expresa así:

Pa = Hg h

Donde Hg es el peso específico del mercurio (13595 kg/m3 ). A nivel del mar y a la temperatura de 15 °C la presión

atmosférica es de 10333 kg/m2; entonces, la correspondiente altura barométrica del mercurio es

mh 76.013595

10333

Presión absoluta. Es la presión de un fluido medida con referencia al vacío perfecto o cero absoluto. Este término se creó

debido a que la presión atmosférica varía con la altitud y muchas veces los diseños se hacen en otros países a diferentes

altitudes sobre el nivel del mar por lo que un término absoluto unifica criterios.

Dimensiones y unidades de presión

Sistema absoluto

2

211

002

211

ms

KgTLM

TML

TMLP

Sistema gravitacional

2

021

020

001

m

KgfTLF

TLF

TLFP

MEMORIAS DE CÁLCULO

1. Obtener la presión atmosférica local pa en pa, y con las mediciones hechas en el Barómetro.

Pa=gρHgha

Pa=(9.81𝑚

𝑠2)(13600

𝑘𝑔

𝑚3)(.5839m)

Pa=77901.6024[𝑁

𝑚2]

2. Determinar la presión en los puntos A,B,C y E, mediante un recorrido manométrico y expresarla en Pa.

Punto B

P=ɣh=ρgh==(9.81𝑚

𝑠2)(1000

𝑘𝑔

𝑚3)(.875m)

P=8583.75[𝑁

𝑚2]

P=8583.75[Pa]

Punto C

P=ɣh=ρgh==(9.81𝑚

𝑠2)(1.2

𝑘𝑔

𝑚3)(.882m)

P=10.38[𝑁

𝑚2]

P=10.38[Pa]

3. Calcular la altitud del laboratorio de hidráulica z, en msnm, a partir de la ecuación de la atmosfera estándar.

pa, presión atmosférica local, en Pa, obtenida en el inciso 1

po, presión atmosférica a nivel del mar 101.3x103 Pa

𝑃𝑎

𝑝𝑜=[1-z(2.26x10-5)]5.256

𝑧 = 1 − 𝑃𝑎

5.256(2.26𝑥10−5)𝑝𝑜

CUESTIONARIO

1. ¿Cuál es la diferencia entre un manómetro diferencial abierto y uno cerrado? El barómetro es un dispositivo para medir la presión atmosférica local. Tuvo piezometrico se utiliza para medir presiones estáticas moderadas de un liquido que fluye dentro de una tubería. El manómetro diferencial abierto consiste en un tubo transparente en forma de U parcialmente lleno de un liquido pesado(normalmente mercurio). Uno de sus extremos se conecta de manera perpendicular a la pared que confina el flujo del recipiente que lo contiene. El otro extremo puede estar abierto a la atmosfera o bien con otro punto de la pared, en cuyo caso el manómetro mide la diferencia de presiones entre los dos puntos. Los manómetros cerrados son aparatos comerciales provistos de un sistema mecánico de aguja y caratula graduada donde se leen directamente las presiones.

2. Cuál de los dispositivos vistos en la práctica sirve para medir presiones atmosféricas? Barómetro

3. Menciona dos ventajas que presenta un manómetro de caratula frente a un tubo piezometrico Es más fácil tomar la lectura y con más precisión Las lecturas se toman directamente con las unidades

4. ¿Cuál es la diferencia entre un manómetro simple y uno diferencial? El simple da una sola lectura y en el diferencial dos por eso hay que tomar la diferencia

5. ¿Cuál es la diferencia entre carga de presión y presión? Carga de presión. Es la carga que genera el agua por su propio peso y esta en función de la altura que tenga la columna del agua. Presión. Es la fuerza por unidad de área que actúa sobre una superficie dentro de un fluido.