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Manómetros

Enviado por cibercrazy5000



  1. Presión Absoluta y Presión Relativa
  2. Presión Barométrica
  3. Medición de las Presiones
  4. Manómetros
  5. Reguladores de Presión
  6. Tipos de Reguladores – Características
  7. Transductores de Presión
  8. Disco de Ruptura
  9. Conclusión
  10. Bibliografía

INTRODUCCIÓN

Las mediciones de presión son las más importantes que se hacen en la industria; sobre todo en industrias de procesos continuos, como el procesamiento y elaboración de compuestos químicos. La cantidad de instrumentos que miden la presión puede ser mucho mayor que la que se utiliza en cualquier otro tipo de instrumento.

La presión es una fuerza que ejerce sobre un área determinada, y se mide en unidades de fuerzas por unidades de área. Esta fuerza se puede aplicar a un punto en una superficie o distribuirse sobre esta. Cada vez que se ejerce se produce una deflexión, una distorsión o un cambio de volumen o dimensión.

Las mediciones de presión pueden ser desde valores muy bajos que se consideran un vacío, hasta miles de toneladas de por unidad de área.

Los principios que se aplican a la medición de presión se utilizan también en la determinación de temperaturas, flujos y niveles de líquidos. Por lo tanto, es muy importante conocer los principios generales de operación, los tipos de instrumentos, los principios de instalación, la forma en que se deben mantener los instrumentos, para obtener el mejor funcionamiento posible, cómo se debe usar para controlar un sistema o una operación y la manera como se calibran.

Presión Absoluta y Presión Relativa:

La intensidad de la presión medida por encima del cero absoluto se denomina presión absoluta. Evidentemente es imposible una presión absoluta negativa. Por lo común los manómetros se diseñan para medir intensidades de presión por encima o por debajo de la presión atmosférica, que se emplea como base.

Las presiones medidas en este modo se denominan presiones relativas o manométricas. Las presiones manométricas negativas indican la cantidad de vacío y en condiciones normales; al nivel del mar; son posible presiones de hasta –14,7 litros por pulgadas cuadradas (pero no más bajos) (-1 atmósfera). La presión absoluta es siempre igual a la manométrica mas la atmosférica.

Pabsoluta = Pmanométrica + Patmosférica

Las presiones absolutas se miden en ocasiones en "atmósferas" estándar, así, una atmósfera = 14,7 lb/pulg² abs = presión manométrica cero; 3 atmósferas = 44,1 lb / pulg² abs = 29,4 lb / pulg² manométricas.

Presión Barométrica:

Es la presión o el peso que ejerce la atmósfera en un punto determinado. La medición puede expresarse en varias unidades de medidas: hectopascales, milibares, pulgadas o milímetros de mercurio (Hg). También se conoce como presión atmosférica .

Medición de las Presiones:

El método más usual para medir presiones es por medio del barómetro de Bourdon, que consiste en un tubo aplanado de bronce o acero curvado en arco. A medida que se aplica presión al interior del tubo, éste tiende a enderezarse, y éste movimiento se transmite a un cuadrante por intermedio de un mecanismo amplificador adecuado. Los tubos Bourdon para altas presiones se hace de acero. Puesto que la exactitud del aparato depende en gran parte del tubo, sólo deben emplearse tubos fabricados de acuerdo con las normas mas rigurosas y envejecidos cuidadosamente por el fabricante. Es costumbre utilizar los manómetros para la mitad de la presión máxima de su escala, cuando se trata de presión fluctuante, y para los dos tercios de ella, cuando la presión es constante. Si un tubo Bourdon se somete a presión superior a la de su límite y a presiones mayores que las que actuó sobre él en el proceso de envejecimiento, puede producirse una deformación permanente que haga necesaria su calibración.

Los manómetros en uso continuo, y especialmente los sometidos a fluctuaciones rápidas y frecuentes de presión, deben verificarse repetidas veces. Un procedimiento cómodo para hacerlo consiste en tener un manómetro patrón exacto que pueda conectarse en cualquier punto de la tubería en la que está unido el manómetro regular y efectuar comparaciones. A intervalos regulares debe confrontarse el manómetro patrón con el manómetro de peso directo o contrapesos. El manómetro de Bourdon es completamente satisfactorio para presiones hasta de unas 2000 atm, siempre que sea suficiente una exactitud de 2 a 3 por ciento. Estos manómetros se encuentran en el comercio con lecturas máximas en sus escalas de unos 7000 Kg / cm².

Para mediciones de la presión mas precisas, como las necesarias en trabajos de investigación o de verificación de otros manómetros, se emplea comúnmente el manómetro de émbolo con contrapesos. Este aparato es en principio muy sencillo y consiste simplemente en un cilindro con un émbolo ajustado con gran exactitud y cargado encima con pesos. La carga es equilibrada con la presión de aceite que se inyecta dentro del cilindro debajo del émbolo por medio de una bomba apropiada. La presión del aceite es a su vez equilibrada con la presión que se quiere medir, por lo general a través de un tubo en U con mercurio, usándose el nivel de mercurio para indicar el equilibrio por medio de un dispositivo eléctrico de contacto. El juego entre el émbolo y el cilindro es tan pequeño que la fuga de aceite es pequeña, incluso a presiones elevadas, y se compensa bombeando intermitentemente más aceite.

Las constante de un manómetro de émbolo pueden verificarse por medio de una presión patrón de referencia. Una conveniente es la presión del vapor del anhídrido carbónico a 0 ºC., que es 34.401 atm. Para presiones muy altas, una referencia cómoda para verificar manómetros es el punto de de congelación del mercurio que es 7400 atm., a 0 ºC.

Para la medición de presiones muy altas se ha empleado con éxito la variación de la resistencia con la presión de un alambre de manganina. Puede construirse un manómetro adecuado con una espiral de alambre provisto de un doble recubrimiento de seda y de un diámetro de 0,13 mm (0,005") y una longitud de uno s6 metros con una resistencia de unos 120 ohmios. El alambre se enrolla no inductivamente sobre un núcleo cilíndrico de unos 19 mm de diámetros. Puesto que el coeficiente de temperatura de la resistencia eléctrica de la manganina es muy pequeño, no es necesario adoptar precauciones especiales para mantener constante la temperatura. La relación de la presión y la resistencia se ha averiguado que es lineal hasta 12000 atm., y el manómetro se ha utilizado hasta 20000 atm., según extrapolación de la recta sobre la gráfica correspondiente.

Manómetros:

Un manómetro es un tubo; casi siempre doblado en forma de U, que contienen un líquido de peso específico conocido, cuya superficie se desplaza proporcionalmente a los cambios de presión.

Tipos de Manómetros:

Los manómetros son de dos tipos, entre los cuales tenemos:

a.-) Manómetros del tipo abierto; con una superficie atmosférica en un brazo y capaz de medir presiones manométricas.

b.-) Manómetros diferencial; sin superficie atmosférica y que sólo puede medir diferencias de presión.

Manómetros Abiertos:

Las etapas recomendadas en la resolución de problemas de manómetros abiertos son:

  1. Trazar un bosquejo del manómetro, aproximadamente a escala.
  2. Tamar una decisión respecto al fluido en que se expresarán las unidades de carga.
  3. Partiendo de la superficie atmosférica del manómetro como punto de carga de presión conocida, numérense , en orden los niveles de contacto de fluidos de diferentes pesos específicos.
  4. A partir de la carga de presión atmosférica, pásese de un nivel a otro, sumando o restando las cargas de presión al reducirse o aumentarse la elevación, respectivamente, considerando los pesos específicos de los fluidos.

Manómetros Diferencial:

Las etapas o pasos que se utilizan en el cálculo de diferencia de presiones son:

  1. Numero de "puntos estratégicos" indicados por los niveles de contacto de los fluidos. Se requiere cierta práctica para escoger los puntos que permitan los cálculos más sencillos.
  2. A partir de la carga de presión incógnita P/ h en uno de los puntos extremos, escríbase una suma algebraica continua de cargas , pasando de un punto a otro e igualando la suma continua a la carga incógnita P / h en el otro extremo.
  3. Resuélvase la ecuación para la diferencia de cargas, de presión y redúzcase a diferencias de presión si se desea.

Preóstatos:

  • Diafragma: muy precisos, presiones bajas.
  • Tubo Bourdon: muy precisos, presiones altas.
  • Membrana: bajo pecio.
  • Pistón: muchos ciclos y larga vida.
  • Membrana – Pistón: muchos materiales.
  • Electrónicos.

Rangos:

  • Vacío: punto de ajustes desde –1mm cda a –1 bar de vacío.
  • Muy baja presión: puntos de ajuste desde +1mm cda a + 20 mm cda.
  • Baja y alta presión: puntos de ajustes desde +10mm cda a +1250 bar.
  • Presión diferencial: puntos de ajustes desde +/-1mm cda a 420 bar.

Protecciones:

  • Intemperie, antideflagrantes, ambientes corrosivos y seguridad intrínseca.

Aplicaciones:

Hidráulica (agua/aceite), neumática, marina / offshore, aire acondicionado y refrigeración, electromedicina, control de procesos, sistema de recogida de datos, alarmas, seguridades y regulación, edificios inteligentes.

Reguladores de Presión:

Los reguladores de presión son aparatos de control de flujo diseñados para mantener una presión constante aguas a bajo de los mismos. Éste debe ser capaz de mantener la presión, sin afectarse por cambios en las condiciones operativas del proceso para el cual trabaja. La selección, operación y mantenimiento correcto de los reguladores garantiza el buen desempeño operativo del equipo al cual provee el gas.

Reguladores – Reductores:

Los reguladores reductores de presión son equipos de control de flujo diseñados para mantener una presión constante aguas debajo de ellos, independientemente de la variaciones de presión a la entrada o los cambios de requerimiento de flujos. La "carcaza" y los mecanismos internos que componen un regulador, automáticamente controlan o limitan las variaciones de presión a un valor previamente establecido.

Existen diferentes, marcas, estilos y aplicaciones para la industria del Gas Metano. Algunos tipos están contenidos por contenedores autocontrolados que operan midiendo la presión de línea y manteniéndola en el valor fijado, sin necesidad de fuentes externas de energía. Otros modelos requieren de una fuente externa para ejecutar su función de control de la presión.

Éste suplemento muestra los principios de funcionamiento de los reguladores de Gas Metano, sus dos grandes grupos: los "auto operados" y los "pilotados"; así como información importante que facilitará la selección del equipo ideal para cada aplicación.

Funcionamiento de los Reguladores de Presión:

Un regulador es básicamente una válvula de recorrido ajustable conectada mecánicamente a un diafragma. El diafragma se equilibra con la presión de salida o presión de entrega y por una fuerza aplicada al lado contrario, a la cara que tiene contacto con la presión de salida. La fuerza aplicada al lado opuesto al diafragma puede ser suministrada por un resorte, un peso o presión aportada por otro instrumento denominado piloto.

El piloto es por lo general, otro regulador más pequeño o un equipo de control de presión.

Los reguladores auto – operados funcionan bajo el principio de equilibrio de fuerzas. Esencialmente, las fuerza aplicadas en la zona de alta presión (Pe), aguas arriba, se equilibran o balancean con las fuerzas de la zona de baja presión (Ps), aguas abajo. Este equilibrio de fuerzas es causada por la distribución de la energía (presión)en áreas desiguales, de acuerdo a la siguiente ecuación:

F = P.A (Eq.1)

Donde;

F = Fuerza (Lbf) ó (Nw)

A = Area (In²) ó (m²)

P = Presión (Lbf / in²) ó (Kpa)

De acuerdo a esto (Eq.1), la fuerza que actúa en la zona de baja presión, se distribuye en una superficie más grande que la fuerza que se aplica en la zona de alta presión. Debido a la diferencias de áreas se logra el equilibrio entre ambas zonas (Eq.2).

F1.A1 = F2.A2 (Eq.2)

La fuerza a la entrada puede ser considerada como fuerza de apertura, la cual se balancea a su vez con la fuerza de cierre. Para ajustar la presión aguas abajo, se introduce una tercera fuerza en la ecuación, esta fuerza es llamada fuerza de control, ejercida por un resorte o artefacto que suministra una presión o energía adicional. En el caso del regulador esquemático la fuerza de control la suministra un resorte y se considera como parte de la fuerza de apertura. El equilibrio matemático de fuerza se expresaría de al siguiente manera.

Fentrada + Fresorte = Fsalida (Eq.3)

El equilibrio de fuerzas de apertura y cierre de la válvula reguladora se lleva a cabo mientras el equipo opera en estado de flujo estable. Con base en las ecuaciones 2 y 3, se reconoce que si la presión de entrada permanece constante los cambios en la presión de salida son compensados por cambios en la fuerza que aplica el resorte, logrando así el balance.

La fuerza ejercida por el resorte se expresa con la siguiente ecuación, conocida como "Ley de Hooke".

F = -K . X (Eq.4)

Donde

F = Fuerza (lbf) ó (Nw)

K = Constante de elasticidad del resorte (Lbf / in) ó (Nw / m)

X = Deformación del resorte, (in) ó (m)

A medida que el vástago de la válvula reguladora se desplaza, el resorte se deforma. Cambiando de esa manera la fuerza ejercida por el resorte. Los cambios en la fuerza suministrada por el resorte significan cambios en la presión de entrega.

Elementos que Componen un Regulador:

En esencia un regulador está compuesto por tres elementos:

  1. Elemento restrictor: orificio de la válvula y tapón.
  2. Elemento de medida o sensor: diafragma y conductos u tubing.
  3. Elementos de carga: Resorte, gas comprimido o gas regulado suministrado por un piloto.

Un regulador típico es una válvula de globo en el cual el vástago se mueve por la interacción de un diafragma. El vástago es solidario al diafragma y el cambio de posición es transferido al vástago, modificando el área de la sección transversal que atraviesa la corriente de flujo. El movimiento del diafragma está "limitado" o "controlado" por un resorte que actúa del lado puesto del área que sensa la presión de entrega o presión a controlar. La presión de entrada actúa sobre el área proyectada del tapón.

Para alcanzar el balance de fuerzas, al área del diafragma debe ser mayor que el área proyectada del tapón. En el diseño y fabricación de reguladores, la relación de superficie diafragma / tapón es un factor muy importante para determinar la precisión y sensibilidad del equipo.

Tipos de Reguladores – Características:

Existen dos (2) grandes categorías de reguladores: los auto – operados y los pilotados o accionados con fuentes externas:

1.) Reguladores Auto – Operados:

La principal característica de los reguladores auto – operados es que disponen de menos partes móviles. La particularidad de contar con un resorte como único ajuste en la presión de entrega el confiere una ventaja en las labores de operación y mantenimiento, sin embargo esta simplicidad presenta desventajas operativas:

  1. Desbalance: De acuerdo a la Ecuación 3 al incrementar la fuerza del resorte se aumenta el nivel de presión a la salida. Un cambio en la presión de entrada también afecta la presión de salida. Ello se debe a la relación existente entre el área del diafragma y área tapón – orificio. (por ejemplo una variación de 100 psig., en la presión de entrada, en un regulador cuya relación área / diafragma tapón – orificio sea de 100:1, significa una variación en la presión de entrega de 1 psig.).
  2. Decaimiento de presión: es el cambio de la presión de salida por efecto del desplazamiento del vástago. En equilibrio, cuando el regulador está cerrado, el resorte imprime una fuerza de acuerdo a la Ley de Hooke (Eq.4). a medida que el vástago de la válvula se desplaza, el resorte se deforma, modificando la fuerza que transmite al diafragma. Los cambios en la fuerza que imprime el resorte, implica a su vez cambios en la presión de salida. Si la fuerza del resorte alo largo del desplazamiento del vástago permaneciera constante, no se presentaría el efecto de decaimiento de presión. Éste efecto es de particular relevancia en servicios de alta presión donde se requieren resortes de alta resistencia. En estos casos el fabricante ofrece una variedad de rangos, donde debemos seleccionar aquél que implique menos deflexión del resorte para el nivel de presión de entrega a regular.
  3. Error de medición: de acuerdo a las características internas del regulador, existe una determinada caída de presión a lo largo del recorrido del fluido por los ductos internos del equipo. Esta caída interna de presión se incrementa a medida que crece el caudal que fluye por el artefacto. Los cambios internos de presión, por efecto del flujo, causan inexactitudes en la medición de la presión de salida por parte del diafragma, variando la presión de ajuste del regulador.
  4. Recuperación de presión: cuando un regulador de presión abre completamente, requiere de una fuerza adicional que devuelva al vástago a su posición original o de cierre hermético. Esa fuerza adicional es suministrada por la presión de entrada y por otro resorte (reten). En ambos casos la fuerza de retorno implica una fuerza de entrada adicional que afecta la presión de salida. El efecto es importante cuando el requerimiento de flujo es inestable y no se desean cambios en la variación de la presión de entrega. Estos efectos son considerados en el diseño de un regulador y debe buscarse su compensación a la hora de seleccionar el equipo apropiado para cada caso. (Por ejemplo, seleccionando el resorte con un rango de operación cercano al margen de trabajo práctico podremos lograr que el decaimiento no se muy alto y que éste, a su vez, contribuya a que la recuperación de presión y no afecte en gran medida a la presión de entrega. No obstante, cuando el proceso exige márgenes muy cortos de variación se recomienda el uso de reguladores pilotados).

2.) Reguladores Pilotados:

los reguladores pilotados están conformado por un pequeño regulador, o piloto, que es utilizado como control del regulador principal. El piloto, amplificador o multiplicador tiene la habilidad de traducir los pequeños cambios en la presión aguas abajo, en grandes cambios aplicados sobre el instrumento de medida (diafragma).

El incremento relativo de la presión de salida del piloto versus el cambio en la presión de entrega del regulador principal se le denomina ganancia. (Por ejemplo, si el cambio de 1 psig., del regulador principal significa un cambio de 10 psig., en la presión de salida del piloto, quiere decir que el piloto tiene una ganancia de 10).

El fenómeno de ganancia le confiere al regulador pilotado, su exactitud. (por ejemplo un regulador que tenga un decaimiento de presión del 10 psig., con apertura completa, si se le adiciona un piloto con una ganancia de 20, el decaimiento se convierte en 10 / 20 = 0,5 psig.).

Una lata ganancia del piloto permite el movimiento rápido del vástago, desde el nivel de completamente cerrado a completamente abierto, con el mínimo cambio de presión aguas abajo; permitiendo una regulación más pecisa dentro del margen del flujo.

El incremento de la sensibilidad del piloto y la reducción del decaimiento de presión es una ventaja relativa. La ganancia del piloto incrementa sensibilidad, causando el incremento de la ganancia de todo el sistema. Esto puede causar inestabilidad en lazos de regulación o regulaciones en serie, manifestándose como fluctuaciones periódicas o golpeteo en el más mínimo cambio de presión en el sistema. Una ganancia muy pequeña resulta en una respuesta lenta del regulador, la cual se manifiesta como variaciones por defectos o exceso de la presión de entrega.

Para garantizar una correcta operación, el piloto debe ser configurado y seleccionado acorde con el regulador principal. Las conexiones y elementos de medición de presión deben tener un arreglo que permitan el control y ajuste de la presión de entrega adecuadamente, es decir, se debe contemplar la instalación de orificios o válvulas de aguja, así como válvula de alivio o de cierre rápido. Los primeros permitirán la puesta a punto en campo de los equipos y los segundos protegerán el sistema en caso de fallas.

El, piloto, por lo general, es un regulador pequeño y económico, comprado con el regulador principal. Esto permite una gran flexibilidad para ajustar parámetros que afecten el desempeño del sistema. Modificando el piloto se puede se puede adaptar el regulador principal a las condiciones específicas de nuestro proceso. (Por ejemplo, la sensibilidad puede ser ajustada cambiando el orificio del piloto). Existen muchas opciones y arreglos en reguladores pilotados y al manejar sistemas de regulación en serie o en paralelo, la gama de alternativas para eliminar cualquier problema o desajuste es bastante amplia.

Transductores de Presión:

Es una interpretación real de la palabra transductor, se puede decir, que cualquier dispositivo que convierta un tipo de movimiento mecánico generado por fuerzas de presión se convierte en una señal eléctrica o electrónica para utilizarse en la medición o el control.

Los transductores que más se utilizan para detectar presiones son los que, operan con base en los principios del extensómetro o los transductores de tipo inductivo; piezpeléctricos; capacitativos, oscilados o de alguna clase similar.

Tipos de Transductores de Presión:

  • Tecnología integrada piezorresistiva (cristal de silicio con resistencia sensoras difundidas, con o sin compensación de temperaturas).
  • Tecnología de bombardeo molecular sobre lámina muy fina.
  • Chips sensores de presión.
  • Acelerómetros de tecnología integrada, con rangos desde +/- 1g a +/- 100g.
  • Manómetros de tubo Bourdon helicoidal resistentes a vibraciones y golpes de ariete.

Características:

  • Rangos: mínimo (0 – 0,015 bar), máximo (0 – 14000 bar).
  • Vacío, presión relativa, absoluta y diferencial.
  • Salidas: mV, V, mA.
  • Compatibles con todo tipo de fluidos.
  • Altas temperaturas.
  • Montaje en superficie (SMD)
  • Transmisiones inteligentes.

Protecciones:

Kits, encapsulados, intemperie, sumergibles, antideflagrantes, seguridad intrínseca.

Aplicaciones:

Electromedicina, manómetros digitales, automática, robótica, aeronáutica, hidráulica y neumática, mediciones de nivel, máquina herramienta, automoción, bancos de pruebas y ensayos, edificios inteligentes, control de procesos nucleares.

Transductores Resistivos:

Consiste en un elemento elástico (Tubo Bourdon o cápsula) que varía la resistencia óhmica de un potenciómetro en función de la presión. El potenciómetro puede adoptar la forma de un solo hilo continuo o bien estar arroyados a una bobina siguiendo un valor lineal o no de resistencia: potenciómetros de grafito, de resistencia bobinada, de película metálica y de plástico moldeada.

Transductores Magnéticos:

Se clasifican en dos grupos según el principio de funcionamiento.

  1. Transductores de inductancia variable: en los que el desplazamiento de un núcleo móvil dentro de una bobina aumenta la inductancia de ésta en forma casi proporcional a la porción metálica del núcleo contenida dentro de la bobina. El devanado de la bobina se alimenta con una corriente alterna y la F.E.M., de autoinducción generada se opone a la F.E.M.,de alimentación, de tal modo, que al ir penetrando el núcleo móvil dentro de la bobina, la corriente presente en el circuito se va reduciendo por aumentar la F.E.M., de autoinducción.
  2. Los transductores de reluctancia variable: consiste en un imán permanente o un electroimán que crea un campo magnético que crea un campo magnético dentro del cual se mueve una armadura de material magnético. El circuito magnético se alimenta con una fuerza magnetomotriz constante con lo cual al cambiar la posición de la armadura varía la reluctancia y por lo tanto el flujo magnético.

Transductores Capacitivos:

Se basan en la variación de capacidad que se produce en un condensador, al desplazarse una de sus placas por la aplicación de presión. La placa móvil tiene forma de diafragma y se encuentra situada entre dos placas fijos.

Los transductores capacitivos se caracterizan por su pequeño tamaño y de construcción robusta, tienen un pequeño desplazamiento volumétrico y son adecuado para medidas estáticas y dinámicas.

Transductores Piezoeléctricos:

Los elementos piezoeléctricos, son materiales cristalinos que, al deformarse físicamente por la acción de una presión, generan una señal eléctrica. Dos materiales típicos en los transductores piezoeléctricos son: el Cuarzo y el titanato de bario, capaces de soportar temperaturas del orden de 150 ºC en servicio continuo y de230 ºC en servicio intermitente.

Transductores Mecánicos de Fuelle y de Diafragma:

Trabajan en forma diferencial entre la presión atmosférica y la del proceso. Pueden estar, compensados con relación a las presiones atmosféricas y calibrados en unidades absolutas. Al ser dispositivos mecánicos, las fuerzas disponibles a presiones del gas muy bajo son tan pequeños que estos instrumentos no son adecuados para la medidas de alto vacío, están limitado a valores de 1 mm Hg abs. Pueden llegar a acoplar dos transductores eléctricos del tipo de galga extensométrica o capacitivos.

Transductores Térmicos:

Se basan en el principio de la proporcionalidad entre la energía disipada desde la superficie caliente de un filamento calentado por una corriente constante y la presión del gas ambiente cuando el gas está bajo presiones absoluto.

El transductor térmico de termopar contiene un filamento en V que lleva incorporado un pequeño termopar. La F.E.M., del termopar indica la temperatura del filamento y por lo tanto señala el vacío del ambiente.

Transductores Bimetálico:

Utiliza espiral bimetálica calentada por una fuente de tensión estabilizada. Cualquier cambio en la presión produce una deflexión de la espiral, que a su vez está acoplada a un índice que señala en la escala el vacío. Su intervalo de medida es de 1 –10-3 mmHg.

Transductores de Ionización:

Se basan en la formación de los inoes que se producen en las colisiones que existen entre moléculas y electrones (o bien partículas alfa en el tipo de radiación). La velocidad de formación de esto iones, es decir la corriente iónica, varía directamente con la presión.

Transductores de Filamento Caliente

Consiste en tubo electrónico con un filamento de tungsteno rodeado por una rejilla en forma de bobina, la cual a su vez está envuelta por una placa colectora. Los electrones emitidos por el filamento caliente se aceleran hacia la rejilla positiva, pasan a su través y, en su camino hacia la placa colectora de carga negativa, algunas colisionan con moléculas de gas.

Transductor de Cátodo Frío:

Se basa en el principio de la medida de una corriente iónica producida por una descarga de alta tensión. Los electrones desprendido del cátodo toman un movimiento en espiral al irse moviendo al través de un campo magnético en su camino hacia el ánodo. El movimiento en espiral da lugar a que en el camino libre medido entre electrones sea mayor que la distancia entre electrodos.

Transductores de Radiación:

En el transductor de radiación, una fuente de radio sellada, producen partículas alfa que ionizan las moléculas del gas en la cámara de vacío y que por lo tanto, es proporcionada la presión total del sistema.

Disco de Ruptura:

Es un dispositivo de alivio de presión para sistemas cerrados que provee apertura instantánea a una presión predeterminada. Su función es proteger frente a sobrepresiones a un sistema que pueda estar sujeto a presiones excesivas causadas por el mal funcionamiento del equipo mecánico, reacciones fuera de control, y fuegos internos o externos.

Normativas para el Uso de Discos:

La división 1 de la sección VII de la ASME informan sobre la normas para el uso de discos de rupturas en la protección de sobrepresiones. Fike dispone de una serie de Boletines Técnicos como referencia rápida a estas normas (en inglés).

  • TB8100 – ASME Code and Rupture Disc
  • TB8102 – Rupture Disc Sizing
  • TB8103 – Certified Combination Capacity Factoris (Rupture Disc/SRV Combination)
  • TB8104 – Certified Kg Flow Values (for Fike Rupture Disc)

Tipos de Discos

Los discos de ruptura de Fike se dividen en tres tipos:

  • Discos de elevado rendimiento:

Este tipo de disco pueden cumplir cualquier de las siguientes características:

    • Ratio operativo del 90%
    • No - fragmentable , (Excelente para el aislamiento de válvulas de seguridad)
    • Servicios para líquidos o vapores
    • Resistencia al vacío
    • Servicio pulsante o cíclico
    • Servicio higiénico
  • Discos de rendimiento estándar

Estos discos económicos cumplen con las siguientes características:

    • Ratio operativo del 70%
    • Fragmentación aceptable (no válido para aplicaciones con válvula de seguridad)
    • Servicios para líquidos o vapores
  • Discos de Rupturas de Ingerencia:

Los discos de rupturas de ingerencias se utilizan en aplicaciones en la que los discos de rupturas convencionales no son suficiente. Por ejemplo en el caso de unidades muy pequeñas y/o frágiles, al igual que los dispositivos con tolerancias extremadamente justas. Estos dispositivos comprenden una o mas de las siguientes características:

  • Diseño de cabezales no estándar
  • Discos de rupturas de elevado rendimiento
  • Materiales poco comunes
  • Maquinaria especial y técnica de soldado
  • Amplia documentación y procedimiento para tests.

CONCLUSIÓN:

Cabe destacar, el estudio con base a todo lo referido sobre manómetros, podemos decir que esto cumplen un rol muy importante a nivel industrial y comercial, ya que los mismos, son usado casi diariamente, por diferentes y grandes compañías industriales que laboran en este campo, como lo es, el estudio de las presiones. Los manómetros son los aparatos esenciales para la medición de las presiones que van desde un punto a otro, tomando en cuenta el nivel y los factores que pueden llegar a afectar éste fenómeno de medición.

La manometría, es el proceso mediante el cual un líquido es sometido a una medida de presión, para establecer los parámetros o niveles de altura que éste puede llegar a alcanzar. Todo esto es posible gracias a un aparato denominado manómetro.

BIBLIOGRAFÍA:

Manual del Ingeniero Químico

JOHN H. PERRY. Ph.D.

Mc Graw – Hill Book Company Inc.

México 12, D.F. 1996

Mecánica de Fluidos Aplicada (cuarta edición)

ROBERT l. Mott

Prenctice – Hall Hispanoamericana, S.A.

Hidráulica

HORACE W. KING y colaboradores

Trillas S.A.

México D.F. 1980

 

Documento cedido por:

JORGE L. CASTILLO T.


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