Practica 2 de presion de laboratorio de mecanica de fluidos. Facultad de ingenieria de la unam

1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Laboratorio de Mecánica de Fluidos I
PRÁCTICA 2
Presión
Fecha de realización: 23/02/2016
Fecha de entrega: 01/03/2016
Alumno: Legazpi Ascencio Alexis
Grupo: 7
Profesor: Sandoval Rodríguez Juan Antonio

2. Objetivo: RECORDAR LA DEFINICIÓN DE PRESIÓN, SUS UNIDADES Y CLASIFICACIÓN.
Marco Teórico
Conceptos teóricos
Presión: La presión se define como fuerza por unidad de área. Para describir la influencia sobre el comportamiento de
un fluido, usualmente es más conveniente usar la presión que la fuerza. La unidad estándar de presión es el Pascal, el
cual es un Newton por metro cuadrado y para el sistema métrico (uks gravitacional) se tiene kilogramos por centímetro
cuadrado.
P =
F
A
Clasificación
 Presión barométrica o atmosférica local: Es la ocasionada por el peso de la columna de aire de la atmosfera.
La presión atmosférica en un punto que coincide numéricamente con el peso de una columna estática de aire
de sección recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el límite superior de la atmósfera.
A nivel del mar la mide la midió Torricelli, encontrando su valor (760
mmhg o 10.33 mH2O).
P = ρhgghhg = 101.325 (KPa)
1 atm=1 bar=101325 Pa
1
Kgf
cm2 = 98100
N
m2
 Presión manométrica: Es una presión relativa que se mide con respecto y por encima de la presión
atmosférica local.
Vf 100 °c 1atm = 0.001
m3
kg
Vg 100 °c 1atm = 1.6
m3
kg
 Presión vacuométrica o de vacío: Es la presión inferior a la atmosférica local.
Nota: Es común que las unidades a utilizar sean de longitud de un fluido. Ejemplo: mmhg
 Presión absoluta o total: Es la presión interna
que tiene el sistema, ya sea un recipiente o una
tubería.
Pabs = Pman + Patm
Pabs = Patm + |Pvacu|

3. Instrumentación
 Manómetro: Es un instrumento de medición para la presión de
fluidos contenidos en recipientes cerrados. Se distinguen dos tipos de
manómetros, según se empleen para medir la presión de líquidos o
de gases.
Ecuación general de la hidrostática
Si suponemos un elemento diferencial en el interior de un fluido n reposo y de dimensiones dx,dy,dz, se debe cumplir
la condición de equilibrio:
∑ 𝐹𝑥 = ∑ 𝐹𝑦=∑ 𝐹𝑧=0
 Para x
Si suponemos que con el eje x actúa una presión P y en el sentido opuesto la misma presión más una variación de
este con respecto al eje x.
F=P*A tenemos
Pdydz-Pdydz-
𝑑𝑃
𝑑𝑥
dxdydz=0
-
𝑑𝑃
𝑑𝑥
dxdydz=0
dxdydz≠ 0 ∴
𝑑𝑃
𝑑𝑥
= 0 No hay variacón de la presión en el eje x
 Para y
Pdxdz-Pdxdz-
𝑑𝑃
𝑑𝑦
dxdydz=0
-
𝑑𝑃
𝑑𝑦
dxdydz=0
dxdydz≠ 0 ∴
𝑑𝑃
𝑑𝑦
= 0 No hay variacón de la presión en el eje y
Si
𝑑𝑃
𝑑𝑥
=
𝑑𝑃
𝑑𝑦
= 0 entonces no hay cambio en el plno horizontal.
 Para eje z, actúa además el peso del elemento W
W=ρgdxdydz ya que W=mg ; m=ρv y v=dxdydz
Pdxdy-Pdxdy-
𝑑𝑃
𝑑𝑧
dxdydz- ρgdxdydz =0

4. - ρgdxdydz =
𝑑𝑃
𝑑𝑧
dxdydz
𝑑𝑃
𝑑𝑧
=-ρg
𝑑𝑃 = −𝜌𝑔𝑑𝑧 → 𝑒𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 ℎ𝑖𝑑𝑟𝑜𝑒𝑠𝑡𝑟á𝑡𝑖𝑐𝑎
Casos particulares:
1) Fluido incompresible ρ=cte
𝑑𝑃 = −𝜌𝑔𝑑𝑧
P2-P1= −𝜌𝑔(𝑧2 − 𝑧1) o
∆P=ρgh
2) Fluido compresible 𝝆 ≠ 𝒄𝒕𝒆
Se requiere encontrar una relacion P y 𝜌
Si consideramos un gas ideal
𝑑𝑃 = −𝜌𝑔𝑑𝑧----1
Ec de gas ideal.
PV=mRT
𝑃 =
𝑚
𝑣
𝑅𝑇
P=ρRT
ρ=
𝑃
𝑅𝑇
Sust en 1:
𝑑𝑃 = −
𝑃
𝑅𝑇
𝑔𝑑𝑧
Separando variables
𝑑𝑃
𝑃
= −
𝑔
𝑅𝑇
𝑑𝑧
Integrando y desejando
∆𝑷 = 𝒆
𝒈
𝑹𝑻
∗(𝒛𝟏−𝒛𝟏)
Desarrollo de la Práctica
Experimento I. Calibraciónde un manómetro Bourdon
Para la verificación de la calibración de un manómetro tipo Bourdon, se utilizó un dispositivo cilindro embolo. Sobre
el embolo se fue colocando distintos pesos y lo dejábamos caer para que de esa manera se creara presión sobre nuestro
fluido de trabajo; y fuimos anotando las presiones marcadas en el manómetro.

5. Dispositivo embolo con un manómetro bourdon conectados por medio
de una manguera.
Se pesó el embolo para conocer la fuerza ejercida sobre el agua así como también se midió el diámetro interior del
dispositivo donde se coloca el embolo para así poder calcular el área transversal. Durante cada experimento tuvimos
que llenar el dispositivo con agua ya que el dispositivo tenia algunasfugas.
Pesas de diferentes masas.

6. Tabla de datos y datos obtenidos
 Diametro interior: 1.77 cm
 Masa del émbolo: 490 gr
Pesos
 Experimento 1: É𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜 = 490 𝑔𝑟
 Experimento 2: É𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜+ 𝑊500𝑔𝑟 = 990 𝑔𝑟
 Experimento 3: É𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜+ 𝑊500𝑔𝑟 + 𝑊485𝑔𝑟 = 1475 𝑔𝑟
 Experimento 4: É𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜+ 𝑊500𝑔𝑟 + 𝑊485𝑔𝑟 + 𝑊500𝑔𝑟 = 1975 𝑔𝑟
 Experimento 5: É𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜+ 𝑊2460𝑔𝑟 = 2950 𝑔𝑟h
 Experimento 6: É𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜+ 𝑊500𝑔𝑟 + 𝑊2460𝑔𝑟 = 3450 𝑔𝑟
 Experimento 7: É𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜+ 𝑊2460𝑔𝑟 + 𝑊985𝑔𝑟 = 3935 𝑔𝑟
 Experimento 8: É𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜+ 𝑊4900𝑔𝑟 = 5390𝑔𝑟
Experimento F [kg] Lectura
[kg/cm^2]
1 0.49 0.29
2 0.99 0.47
3 1.475 0.64
4 1.975 0.82
5 2.95 1.2
6 3.45 1.39
7 3.935 1.58
8 5.39 2.1
Cálculos
Área transversal
A=
𝜋 (𝐷)2
4
; 𝐴 =
𝜋(1.77)2
4
= 2.46057 𝑐𝑚2
Presiones
Dato 1
𝑃 =
𝐹
𝐴
; 𝑃 =
. 490 𝑘𝑔 𝑓
2.46057 𝑐𝑚2 = 0.199
𝑘𝑔 𝑓
𝑐𝑚2
Dato 2
𝑃 =
𝐹
𝐴
; 𝑃 =
. 990 𝑘𝑔 𝑓
2.46057 𝑐𝑚2 = 0.402
𝑘𝑔 𝑓
𝑐𝑚2
Dato 3
𝑃 =
𝐹
𝐴
; 𝑃 =
1.475 𝑘𝑔 𝑓
2.46057 𝑐𝑚2 = 0.599
𝑘𝑔 𝑓
𝑐𝑚2

7. Dato 4
𝑃 =
𝐹
𝐴
; 𝑃 =
1.975 𝑘𝑔 𝑓
2.46057 𝑐𝑚2 = 0.820
𝑘𝑔 𝑓
𝑐𝑚2
Dato 5
𝑃 =
𝐹
𝐴
; 𝑃 =
2.950 𝑘𝑔 𝑓
2.46057 𝑐𝑚2 = 1.199
𝑘𝑔 𝑓
𝑐𝑚2
Dato 6
𝑃 =
𝐹
𝐴
; 𝑃 =
3.450 𝑘𝑔 𝑓
2.46057 𝑐𝑚2 = 1.402
𝑘𝑔 𝑓
𝑐𝑚2
Dato 7
𝑃 =
𝐹
𝐴
; 𝑃 =
3.935 𝑘𝑔 𝑓
2.46057 𝑐𝑚2 = 1.599
𝑘𝑔 𝑓
𝑐𝑚2
Dato 8
𝑃 =
𝐹
𝐴
; 𝑃 =
5.390 𝑘𝑔 𝑓
2.46057 𝑐𝑚2 = 2.190
𝑘𝑔 𝑓
𝑐𝑚2
Resultados
# F [kg] P=F/A [kg/cm^2] Lectura
[kg/cm^2]
1 0.49 0.199140068 0.29
2 0.99 0.402344218 0.47
3 1.475 0.599452245 0.64
4 1.975 0.802656395 0.82
5 2.95 1.198904489 1.2
6 3.45 1.40210864 1.39
7 3.935 1.599216666 1.58
8 5.39 2.19054074 2.1

8. Conclusiones
De la gráfica puedo concluir que el manómetro está en buen estado y que cuando las rectas intersectan significa que el
manómetro está bien calibrado en caso contrario, las rectas jamás se intersectarían lo que nos indica que el manómetro
está dañado. Gracias a esta práctica recordé la definición de presión así como el concepto de presión manométrica,
fundamentales para muchas de las aplicaciones de la ingeniería. También me fue de utilidad esta práctica ya que
conocí un método para verificar si está bien un manómetro aunque debo mencionar que fue difícil tomar la lectura del
manómetro ya que el dispositivo cilindro embolo tenía muchas fugas con lo nos dificultaba la medición.
Bibliografía y/o Mesografía
 Yunus A. Cengel, “Mecánica de fluidos”, editorial Mc Graw Hill,
 Claudio Mataix, Mecánica de Fluidos y Maquinas Hidráulicas.
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 1 2 3 4 5 6
Presion
Fuerza
Fuerza v.s Presion
Preal=F/A [kg/cm^2] Lectura [kg/cm^2]