Medidores de tubo de Bourdon.

Probablemente el medidor de tubo de Bourdon es el medidor de presión industrial que se usa más y se aplica tanto a presiones como a vacíos. Al igual que el medidor de fuelle o diafragma, se puede utilizar para presiones y vacíos, ya sea por separado o en un medidor compuesto. Por lo común, el tubo de Bourdon se usa cuando:

a) El máximo del rango requerido sobrepasa 25 lb/pulg.2 para medir presiones y vacíos combinados,

b) Para mediciones de presión continua que sobrepasan 80 lb/pulg2 y que ascienden hasta 50000 lb/pulg2 o para mediciones de presión más directas.

c) Especialmente cuando se producen fluctuaciones de presión repentinas que pueden hacer que los fuelles o los diafragmas normales se rompan.

Los tubos de Bourdon se pueden fabricar en cualquier tipo de material que tenga las características elásticas adecuadas para el rango de presión y la resistencia al medio corrosivo que se va a medir en la aplicación en particular. Algunos de los materiales que se usan son latón, aleación de acero, aceros inoxidables, bronce, K-monel y cobre de berilio. El tubo de Bourdon puede tener la forma de una C, espiral o hélice, como se puede ver en la figura. Se le da forma aplanando un tubo redondeado y, luego, doblándolo para obtener la forma de una C, una espiral o una hélice. Se sella uno de los extremos del tubo y se le ajusta a un mecanismo indicador. Cuando la presión se aplica al extremo abierto del tubo, tiende a enderezarse a su forma original y produce la

suficiente fuerza para mover un sector dentado u otro mecanismo indicador o de control. El tubo de Bourdon se sujeta por su base fija, de manera que la presión ejercida es proporcional a su movimiento. Los sectores dentados u otros mecanismos tales corno una banda tensa sirven para multiplicar la magnitud del movimiento del tubo y para hacer que la lectura de la medición sea más fácil de obtener y tenga una mayor precisión. Cada arreglo requiere una ejecución cuidadosa para producir un movimiento lineal de la aguja indicadora sobre una escala calibrada o un mecanismo de registro.

Elementos del tubo de Burdon; a) Tipo C; b) En espiral; c) Helicoidal; d) Área de la sección transversal.

 

Manómetros.Manómetro BOURDON.El principio de medida en el que se basa este instrumento es el sensor conocido como tubo bourdon. El sistema de medida está formado por un tubo aplanado de bronce o acero, cerrado, en forma de "C" de 3/4 de circunferencia para la medición de bajas presiones, o enrollado en forma de espiral para la medición de bajas presiones que se quiera medir.

eEl conjunto de media esta formado por un tubo bourdon soldado a racord de conexión, por lo general este conjunto es de latón, pero en el caso de altas presiones y también cuando hay que medir presiones de fluidos corrosivos se hacen de aceros especiales. La exactitud de este tipo de manómetros depende de gran parte del tubo, por esa razón solo deben emplearse tubos fabricados con las normas más estrictas y envejecidos cuidadosamente por los fabricantes.

El elemenlo de transmisión incorpora una biela para su ajuste la norma aplicable para los manómetros bourdon es la UNE-EN 837-1.

La gran variedad de manómetros existentes en el mercado, se ha originado por sus innumerables aplicaciones en la industria. Sin embargo el tipo mas utilizado es el manómetro de Bourdon y sus variantes, aunque es necesario tener presente el intervalo de presiones en el que se trabaja y la exactitud que se requiera.

  

Manometro KEW M5.Conexion inferior de ¼ caratula de 2” rango de 0 a 4 Kg/cm2.Bourdon de bronce. ( usos generales )

Manometro KEW M4.Conexion posterior de ¼ caratula de 2 1/2” rango con brida de montaje, caja de acero inox, lleno de glicerina de 0 a 10 Kg/cm2. Bourdon de acero inoxidable.

Manometro KEW M3.Conexion inferior de ¼ caratula de 2” rango de 0 a 11 oz/in2.Bourdon de acero inoxidable.

Manometro KEW M2.Conexion posterior de ¼ caratula de 2” rango con brida de montaje de 0 a 7 Kg/cm2.Bourdon de bronce.

Manometro KEW M1.Conexion inferior de ¼ caratula de 2” rango de 0 a 350 Kg/cm2. Bourdon de bronce.

LABORATORIO N° 2

MANOMETRO DE BOURDON

RESUMEN

La esencia primordial de este informe es dar a conocer uno de los instrumentos más importante que interfieren en la medición de condiciones específicas de diferentes procesos; El manómetro.

En esta experiencia se usó el manómetro de Bourdon. Este manómetro está formado por un tubo “aplanado” y que tiene un forma de “C”, puede resistir grandes presiones y además es el más usado.

Pero el problema que origina este laboratorio es la determinación de la curva de calibración del manómetro, ya que este manómetro está descalibrado y habrá que determinar si es posible calibrarlo.

Mediante mediciones de presiones manométricas (mediciones tomadas en el manómetro) siendo originadas por presiones reales (presiones originadas por pesas normalizadas) se determinan posteriormente la gráfica de calibración del manómetro de Bourdon.

En una de las gráfica, fue añadida una línea continua que representa una trasformación de unidades de [Psi] a [Psi], para que de esta forma se pueda hacer una comparación entre lo que se espera y los resultados obtenidos.

INTRODUCCION

Junto con la temperatura, la presión es la variable más comúnmente medida en plantas de proceso. Su persistencia se debe, entre otras razones, a que la presión pude reflejar la fuerza motriz para la reacción o transferencia de fase de gases; la fuerza motriz para el transporte de gases o líquidos; la cantidad másica de un gas en un volumen determinado; etc. Debido a este concepto es necesario conocer el manómetro de Bourdon, cuyo medidor de presión industrial es usado tanto a presiones como a vacíos. El cual se dará a conocer en el presente informe. Para ello realizamos una parte teórica y practica la cual va a consistir en la calibración del manómetro de Bourdon, en cual utilizaremos un calibrador de manómetro y el manómetro de Bourdon.

PRESION

Presión es la fuerza ejercida por unidad de área en forma perpendicular y se expresa en N/m2 en el sistema internacional, esta definición se muestra en la ecuación (1) y es aplicable para la presión en sólidos (esfuerzo), líquidos (presión hidráulica) y gases (presión neumática).

(1)

Para el caso de una columna vertical de fluido líquido o gas, aplica la definición expresada en la ecuación (2), esta ecuación es la que rige a los manómetros de columna de líquido, punto de interés en este documento.

(2)

La ecuación (3) mejor conocida como la ley de los gases, expresa la presión absoluta ejercida por un gas en un recipiente hermético a cierta temperatura,

(3)

esta ecuación es útil para determinar la diferencia de presión generada por la columna del gas utilizado para la presurización, columna de gas que se tiene cuando existe una diferencia de altura entre el nivel de referencia de la columna de líquido (menisco inferior) y el punto de interés (calibrando).

MEDIDA DE LA PRESIÓN

Para la medida de la presión se utilizan los barómetros y los manómetros. Los barómetros miden presión absoluta, respecto al vacío, mientras que los manómetros miden una presión relativa, diferencial, o presión manométrica, generalmente una sobrepresión (o depresión) respecto de la presión atmosférica. Normalmente se llaman barómetros a los instrumentos que miden la presión atmosférica.

MANOMETRO DE BOURDON

Los tubos de Bourdon son tubos curvados en forma circular de sección oval. La presión a medir actúa sobre la cara interior del tubo, con lo que la sección oval se aproxima a la forma circular. Mediante el acodamiento del tubo de Bourdon se producen tensiones en el borde que flexionan el tubo. El extremo del tubo sin tensar ejecuta un movimiento que representa una medida de la presión el cual se traslada a una aguja indicadora.

Para presiones hasta 40 bar se utilizan en general tubos curvados de forma circular con un ángulo de torsión de 270°, para presiones superiores, tubos con varias vueltas en forma de tornillo.

Los tubos de Bourdon tienen una fuerza de retorno relativamente baja. Por ello, debe tenerse en cuenta su influencia en la indicación, en los equipos adicionales como por ejemplo indicadores de seguimiento, transmisores de señal límite o potenciómetros de control remoto. Los órganos de medición de tubo de Bourdon solamente pueden protegerse contra sobrecarga de manera limitada mediante el apoyo del órgano medidor con un valor límite de presión.

Para cualquier tipo de carga, la relación entre la carga y la deformación es una constante del material, conocida como el módulo de Young:E=Carga/e. Por ende, si la constante de deformación es conocida, se puede obtener la carga según:

Carga = E*e

De modo que frente a deformaciones pequeñas de materiales elásticos, será posible obtener una cuantificación reproducible de las cargas (fuerzas) solicitantes.

El manómetro de Bourdon depende, precisamente, de la elasticidad de los materiales utilizados en su construcción. Este manómetro, tal vez el más común en plantas de procesos que requieran medición de presiones.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

En la experiencia se desarrolló la calibración de un manómetro de Bourdon, mediante un instrumento en el que se agregan pesos equivalente a ciertas presiones que ya están determinadas (ver figura 1).

Estas pesas se colocan en un cilindro hidráulico y con un juego de válvula (válvula principal) se regula de tal forma que la marca del cilindro quede en la marca de referencia, de esa forma la presión marcada por las pesas, se muestra en el manómetro (ver detalle en la figura 2).

Las válvulas reguladoras se encargan de regular la válvula principal. Si la válvula principal se abre mucho (llega a su tope), entonces una de ella se encarga de cortar el paso del aceite del cilindro hidráulico (del que viene de la válvula principal) y la otra se encarga de dar el paso al aceite que viene del manómetro a la válvula principal, con esto, la válvula se puede cerrar, luego se le cambia el orden de apertura de las válvulas reguladoras y el proceso para la toma de muestra continúa.

Las pesas calibradas están determinadas en 50 o en 100 [Psi]. Supuestamente, al colocar una pesa en el cilindro hidráulico, el manómetro debe marcar la cantidad agregada, si así fuera, entonces el manómetro está calibrado. El manómetro puede estar graduado en otras unidades.

También deben tomarse las siguientes determinaciones:

Asegurarse de que no haya burbujas  de aire en las cañerías del calibrador.

Incremente pesos sobre él embolo el cual ejerce una presión al sistema, y vaya anotando las presiones obtenidas.

3. Cuando se haya alcanzado la máxima presión, repita el procedimiento removiendo los pesos y anotando nuevamente las presiones obtenidas. 

EXPOSICION DE LOS RESULTADOS

Para efectuar el laboratorio se procedió a agregarle las pesas de 50 en 50 [Psi] hasta llegar a completar las mediciones tomadas en el manómetro (carga). Se efectuó la misma operación pero esta vez se le fueron quitando los pesos (descarga).

Con este procedimiento se tomaron los siguientes datos resumidos en la tabla:

CARGA DESCARGA

Peso (psi)

Presión (Kgf/cm2)

Presión (psi)

Peso (psi)

Presión (Kgf/cm2)

Presión (psi)

50 7,5106,72797

68 800 57 810,72183

100 9,2130,91965

15 750 53 753,82907

150 13,1186,41819

94 700 50 711,1595

200 16,1229,10939

01 650 46 654,26674

250 20284,60793

8 600 42,5604,48557

5

300 23,1328,72216

84 550 40 568,9276

350 26,8381,37463

7 500 36,5519,14643

5

400 30426,91190

74 450 33,5476,47686

5

450 33,5476,71829

62 400 30 426,6957

500 37,1527,94772

51 350 26 369,80294

550 40,5576,33107

45 300 23 327,13337

600 44626,13744

64 250 19,5277,35220

5

650 47,3673,09777

35 200 17 241,79423

700 51725,75024

2 150 13 184,90147

750 55782,67182

96 100 9,5135,12030

5

800 58,5832,47821

88 50 6 85,33914

Con estos datos se realizó la gráfica de las presiones reales (las pesas normalizadas) y las presiones manométricas (la medida del manómetro de Bourdon).

En la gráfica, las unidades [Kgf/cm2] tomadas con el manómetro, se transformaron en [Psi], aún así, la gráfica es la misma (en su forma) si se hubiera mezclado las unidades.

La calibración del manómetro de bourdon realizada en la experiencia, nos da a conocer que con los datos obtenidos al realizar la carga sobre el embolo la presión obtenida es mas exacta tomando en cuenta una línea recta, con respecto a la presión que se toma en la descarga.

La descarga sufre una pequeña variación debido a que pudo a ver sido producido por el operante al efectuar la medición.

CONCLUSION

Al concluir el presente informe pudimos comprender el funcionamiento de un manómetro de bourdon, para llegar a esto fue necesario dar a conocer un concepto fundamental en la mecánica de fluidos, refiriéndonos a la presión cuya definición dice que llamamos presión a la fuerza que se ejerce sobre la unidad de área, siempre que la fuerza sea perpendicular a la superficie. Otra pregunta que fue necesario contestar como medimos la presión? Para ello se dio a conocer los conceptos de barómetros y los manómetros. Los barómetros miden presión absoluta, respecto al vacío, mientras que los manómetros miden una presión relativa, diferencial, o presión manométrica.

Después de haber conocido aquellos conceptos fundamentales nos referimos al manómetro de bourdon el cual es un elemento de medida de presión industrial, que es usado cuando el máximo requerido sobrepasa 25 lb/pul2 para medir presiones y vacíos combinados, para mediciones de presión mas directa o cuando se producen fluctuaciones de presión repentinas. En la parte experimental se realizo la calibración de un manómetro de bourdon, cuya experiencia consistió en agregar peso a un sistema, en el cual se va midiendo la presión, terminando este proceso se vuelve a realizar pero ahora descargando el sistema, cuya presión es medida.

Al determinar la gráfica de calibración del manómetro, se puede determinar algunas conclusiones o importantes puntos observados:

Este manómetro puede ser calibrado de alguna forma, ya que su diferencia mayor se encuentra para bajas presiones.

Este manómetro al parecer fue sometido a altas presiones (mayores de la que puede soportar), debido al siguiente razonamiento: El manómetro de Bourdon es un tubo “aplanado” en forma de “C” y que debido a la interacción de presión en aquel tubo, este tiende a enderezarse, pero, al colocarlo en una línea de alta presión (por ejemplo), esta “C” hecha de algún tipo específico de material, se deformó plásticamente en algún porcentaje, y este porcentaje afecta a la “C”, concluyendo que necesita más presión para seguirse deformando. Por lo tanto las presiones pequeñas no van a ser percibidas por el manómetro, sólo, a medida que aumenta la presión (aproximadamente a 650 [Psi] real) se puede encontrar que esta tiende a ser muy precisa respecto a la línea normal de presión

NombreSKU

PrecioImagen en miniatura

DescripciónActualizar

Manometro marca Wika, Dial 2 1/2", C.T

146$30.62

Manometro marca Wika, dial de 2 1/2", conexión trasera de 1/4", caja en acero inoxidable, bourdon y conexión en bronce.

Detalles producto

Manometro marca Wika, Dial 2 1/2", C.T, total inox

150$101.38

Manometro Wika, dial de 2 1/2", conexión trasera de 1/4", caja, bourdon y conexión en acero inoxidable, recalibrable y llenable.

Detalles producto

Manometro marca Wika, Dial 2 1/2", C.V

145$29.27

Manometro marca Wika, dial de 2 1/2", conexión vertical de 1/4", caja en acero inoxidable, bourdon y conexión en bronce.

Detalles producto

Manometro marca Wika, Dial 2 1/2", C.V, bronce forjado

153$84.98

Manometro marca Wika, dial de 2 1/2", conexión vertical de 1/4", caja en bronce forjado, bourdon y conexión en bronce, con glicerina, uso hidraulico.

Detalles producto

Manometro marca Wika, Dial 2 1/2", C.V, total inox

149$97.95

Manometro Wika, dial de 2 1/2", conexión vertical de 1/4", caja, bourdon y conexión en acero inoxidable, recalibrable y llenable.

Detalles producto

Manometro marca Wika, Dial 4 1/2", C.V, fenolico

154$125.82

Manometro marca Wika, dial de 4 1/2", conexión vertical de 1/2", caja fenolica, bourdon y conexión en acero inoxidable, recalibrable y llenable.

Detalles producto

Manometro marca Wika, Dial 4", C.T

148$161.95

Manometro marca Wika, dial de 4", conexión trasera de 1/2", caja acero inoxidable, bourdon y conexión en bronce.

Detalles producto

Manometro marca Wika, Dial 4", C.T, total inox

152$161.95

Manometro Wika, dial de 4", conexión trasera de 1/2", caja, bourdon y conexión en acero inoxidable, recalibrable y llenable.

Detalles producto

Manometro marca Wika, Dial 4", C.V

147$91.74

Manometro marca Wika, dial de 4", conexión vertical de 1/2", caja acero inoxidable, bourdon y conexión en bronce.

Detalles producto

Manometro marca Wika, Dial 4", C.V, total inox

151$147.00

Manometro Wika, dial de 4", conexión vertical de 1/2", caja, bourdon y conexión en acero inoxidable, recalibrable y llenable.

Detalles producto

Manometro marca Wika, Dial 6", C.V, total inox

155$468.40

Manometro marca Wika, Dial 6", conexión vertical de 1/2", caja bourdon y conexión en acero inoxidable, reclaibrable y llenable.

Detalles producto