ELEMENTOS DE MEDICIÓN Y CONTROL Mecánica de Fluidos ELEMENTOS DE MEDICIÓN Y CONTROL Presión, flujo, nivel, temperatura … Ing. Alba V. Díaz Corrales

PRESIÓN

¿QUÉ ES PRESIÓN? Es muy común que las fuerzas se ejerzan sobre una superficie. De ahí que se defina la presión como la fuerza ejercida (perpendicularmente) sobre la unidad de superficie. P = F/A P: Presión (Pa) F: Fuerza (N) A: Área (m²) F = masa * aceleración constante de la gravedad F = m * a Cte de gravedad = 9,8 m/s2

Clermont-Ferrand (Francia) Unidad de medida La unidad de presión en el Sistema Internacional (S.I.) es el N/m2 que recibe el nombre de pascal (Pa) en honor de Blaise Pascal. Blaise Pascal (1623-1662) Clermont-Ferrand (Francia)

Unidades de medida La presión puede expresarse en unidades tales como pascal, bar, atmósferas, kilogramos por centímetro cuadrado y psi.(Libras por pulgada cuadrada)

INVENTOS DE PASCAL Inventó la primera calculadora en 1642, conocida como la “Pascalina”. Realizó importantes contribuciones a la hidrodinámica e hidrostática. Inventó la jeringa y la prensa hidráulica (en la cual se aplica su principio para multiplicar la fuerza). Aclaró conceptos tales como la presión y el vacío.

Presión La presión puede darnos una medida del efecto deformador de una fuerza. A mayor presión mayor efecto deformador.

Ejemplo La fuerza ejercida sobre un cuchillo se concentra en una superficie muy pequeña (el filo) produciendo una elevada presión sobre los objetos deformándolos (corte).

Ejemplo Un esquiador ejerce una presión baja sobre la nieve, debido a que su peso se distribuye sobre la superficie de los esquíes, de esta manera el efecto deformador de su peso disminuye y no se hunde.

LA PRESIÓN EN LOS FLUIDOS El concepto de presión es muy útil cuando se estudian los fluidos, éstos ejercen una fuerza sobre las paredes de los recipientes que los contienen y sobre los cuerpos situados en su seno. Las fuerzas, por tanto, no se ejercen sobre un punto en concreto, sino sobre superficies.

LA PRESIÓN EN LOS FLUIDOS Los fluidos (líquidos y gases) ejercen fuerzas perpendiculares sobre las paredes de los recipientes que los contienen y sobre los cuerpos contenidos en su interior.

PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA HIDROSTÁTICA La presión ejercida por un fluido de densidad ρ en un punto situado a una profundidad h de la superficie es numéricamente igual a la expresión indicada: h P = ρ g h De aquí se deduce que la presión, depende de la profundidad y de la naturaleza del fluido.

PRINCIPIOS DE PASCAL Si en un punto de un fluido se ejerce una presión, ésta se transmite de forma instantánea y con igual intensidad en todas direcciones.

PRENSA HIDRÁULICA La expresión: f/a = F/A En el extremo izquierdo una pequeña fuerza (f), aplicada a una superficie de área pequeña (a), se convierte en una fuerza grande (F), aplicada a una superficie de área mayor (A).

Presión atmosférica El aire está formado por partículas de gases (nitrógeno, oxígeno, argón, vapor de agua, etc.). Por su masa, el aire es atraido por la gravedad Presión atmosférica: peso (fuerza) del aire presionando en una unidad de área en el suelo

Presión atmosférica Al subir, disminuye la columna de aire sobre tí. Menos aire, menos masa, menos fuerza, menos presión. Se reduce con la altura

Presión atmosférica Medida en milibares 1 milibar = 1 hectopascal Mediciones en: milibares o hectopascales Un barómetro mide la presión atmosférica Barómeto anaeroide: Contiene un recinto de aire expandible, que varía su tamaño con la presión atmosférica. Una aguja móvil permite conocer las variaciones barómetro anaeroide

Valores Estándar a nivel del mar: 1013 mb 960 mb típico en condiciones de tormenta 1050 mb típico en situaciones extremas de alta presión Disminuye unos 10 mb por cada100 metros de altitud Por ej. a 1000 metros sobre el nivel del mar, el rango normal es 860 a 950 mb Para GLOBE se informa de la presión real, y no ajustada al nivel del mar

Cómo medir Se usa un barómetro aneroide estándar montado en una pared de la clase. Se mide diariamente una hora antes o después del mediodía solar al mismo tiempo que la medida de aerosoles. Debe calibrarse cada 6 meses.

¿Por qué medirlo? Permite aprender la relación entre cambios de presión y cambios del tiempo climatológico, cobertura y tipo de nubes. Las observaciones de presión atmosfércia nos informan de la masa de atmósfera entre nosotros y el sol, necesario para medir los aerosoles.

Autoevaluación ¿Por qué si sopla viento sobre una chimenea el humo sube más rápido que si no hay viento? Si un fluido es compresible, ¿podriamos aplicar la ecuación de continuidad? Si un fluido es viscoso pierde velocidad a medida que avanza ¿significa esto que en este caso no hay conservación de energía? ¿Por qué las hojas que caen en la carretera son arrastradas por los autos que pasan?

Investigar Diámetro Interno Diámetro externo Diámetro Nominal