Calibración de un Manómetro por peso muerto y medición de densidad, peso específico, gravedad específica

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- Peso Especifico

Se define como peso específico al peso que posee una sustancia en un determinado volumen. Se simboliza con la letra del alfabeto griego Gamma y se expresa en Newton sobre metro cubico. [pic 7]

(4)[pic 8][pic 9]

Donde:

: Peso específico[pic 10]

w: Peso de la sustancia

V: Volumen de la sustancia

ρ: Densidad de la sustancia

g: Aceleración de gravedad

- Gravedad Especifica (o densidad relativa)

La gravedad especifica o densidad relativa es la comparación de la densidad de una sustancia a una temperatura de 15.5°C con otra densidad que se toma como referencia. Para los líquidos y sólidos la densidad de referencia habitual es la densidad del agua a presión de y temperatura de 4°C. Esta se simboliza con la letra S.[pic 11]

ó (5)[pic 12][pic 13]

La gravedad específica se puede medir en grados API y grados Baumé:

Los Grados API (American Petroleum Institute) es la escala estándar para la medición de la densidad del petróleo relativo al agua. La relación entre la densidad de la sustancia y los grados API se expresa como:

(6)[pic 14]

Los Grados Baumé se utilizan con mayor frecuencia en química para medir la concentración de sales en el líquido. Cero grados Baumé corresponde a una gravedad específica de 1.00 de agua a 4 grados Celsius. La relación entre la densidad de la sustancia y los grados Baumé se expresa como:

(7)[pic 15]

- Formulas

Área de un Círculo (8)[pic 16]

Error porcentual (9)[pic 17]

- Resultados

- Calibración de manómetro de Bourdón.

Una vez verificada la existencia de todos los elementos a utilizar (pesos calibres, balanza digital, cámara cilíndrica y vástago cilíndrico), realizamos el pesaje del vástago y de los pesos calibres, obteniendo los siguientes datos:

Tabla N°1: Pesos de las masas. Tabla N°2: Diámetro y peso del Vástago.

Masas

Pesos (N)

1

1.6464

2

4.8804

3

9.8

4

24.0884

Vástago Vertical

Peso (N)

3.1948

Diámetro (mm)

18

Luego se abrió la válvula ubicada a la derecha del equipo y rellenamos lentamente con fluido (agua) la cámara vertical, cuando se observó que escurrió por la válvula, esta se cerró. Se continuó rellenando la cámara hasta que el fluido salía por el rebalse superior.

Finalmente ubicamos el vástago cilíndrico dentro de la cámara vertical, el cual provoco un movimiento de la aguja del manómetro que indica la presión que ejerce el vástago. A continuación se continuó ubicando los demás pesos calibres de forma secuencial elegida por nosotros y se fue tomando nota de la presión que iba indicando el manómetro por cada peso calibre que se agregaba, obteniendo los siguientes datos:

Tabla N°3: Mediciones de presión que generan los calibres.

Pesos Calibres

Presión Indicada (Pa)

Calibre #1

15000

Calibre #1 y #2

21000

Calibre #1, #2 y #3

40000

Calibre #1, #2, #3 y #4

75000

Calibre #1, #2, #3, #4 y #5

170000

A continuación se procedió a calcular las presiones teóricas de cada peso calibre, pero para esto se necesita obtener todos los datos de la fórmula N°1:

[pic 18]

La Fuerza es el peso del vástago y los pesos calibres que ya se vieron anteriormente. Ahora solo calculamos el área del vástago que será:

[pic 19]

Una vez que se tienen todos los datos procedemos a calcular los valores de las presiones teóricas de cada peso calibre y vástago.

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

Ya calculadas las presiones teóricas, podemos calcular los Errores porcentuales entre las presiones teóricas y las presiones indicadas mediante la fórmula N°9:

Ejemplo de cálculo de error:

[pic 25]

De igual forma se calcularon los demás errores, los que se registraron en la siguiente tabla:

Tabla N°4: Resultados de la Presión teórica, Presión indicada y % de Error.

Presión teórica

( Pa )

Presión indicada

( Pa )

% de Error

12554.77

15000

19.47

19024.71