Presion y manometria

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MECANICA DE FLUIDOS I
Juan Chamorro González Departamento de Metalurgia Universidad de Atacama

PRESIÓN Y MANOMETRÍA

La Presión
El término presión se usa para indicar la fuerza normal por unidad de área en un punto dado que actúa sobre un plano específico dentro de la masa de fluido de interés.

La presión en un punto
Considere el diagrama de cuerpo libre obtenido al eliminar unacuña triangular de fluido de alguna ubicación dentro de una masa de fluido.

La presión en un punto
Como no hay esfuerzos cortantes, las únicas fuerzas externas que actúan sobre la cuña se deben a la presión y al peso. Las ecuaciones de movimiento (Segunda Ley de Newton, F = m a) en las direcciones Y y Z son, respectivamente:

δX ⋅ δY ⋅ δZ ∑ FY = pY ⋅ δX ⋅ δZ − pS ⋅ δX ⋅ δS ⋅ senθ = ρ 2 ⋅ aY δ⋅δ ⋅δ δ ⋅δ ⋅δ FZ = pZ ⋅ δX ⋅ δY − pS ⋅ δX ⋅ δS ⋅ cos θ − γ ⋅ X Y Z = ρ X Y Z ⋅ aZ ∑ 2 2
Donde pS, pY y pZ son las presiones medias sobre las caras, γ y ρ el peso específico y la densidad del fluido, respectivamente y aY, aZ son las aceleraciones.

La presión en un punto
Para obtener la fuerza generada por la presión es necesario multiplicar la presión por un área adecuada. Según la geometría dela cuña, se tiene:

δY = δS ⋅ cos θ

δZ = δS ⋅ senθ

Por lo que las ecuaciones de movimiento se p q pueden escribir como:

pY − pS = ρ ⋅ aY ⋅

δY 2

pZ − pS = ( ρ ⋅ aZ + γ) ⋅

δZ 2

Como interesa lo que sucede en un punto, se considera el límite cuando δX, δY y δZ tienden a cero, se concluye que:

pY = pS

PZ = pS

La presión en un punto
Es decir:

pS = pY = pZ

Según loanterior se concluye que:

LEY DE PASCAL : La presión en un punto de un fluido en reposo, o en movimiento, es independiente de la dirección en tanto no haya p y esfuerzos cortantes

Este instrumento consta de una esfera hueca de vidrio provista de pequeños orificios abiertos en varios puntos de su superficie. Empujando por medio de superficie un émbolo el agua contenida en el interior deesta esfera se aprecia su salida a través de los orificios con velocidad uniforme (pequeños chorritos de igual intensidad), lo que evidencia el principio de Pascal, es decir, que "la presión

ejercida a un líquido encerrado dentro d un recipiente se t j id lí id d d t de i i t transmite por i l it igual a todos los puntos del fluido y a las propias paredes del mismo".

Propiedades de la presiónp p
• La presión en un punto de un fluido en reposo es igual en todas direcciones. • La presión en todos los puntos situados en un mismo plano horizontal en el seno de un fluido en reposo es la misma. • En un fluido en reposo la fuerza de contacto que ejerce en el interior, una parte del fluido con la otra contigua el mismo tiene la p g dirección normal a la superficie de contacto. • La fuerza depresión en un fluido en reposo se dirige siempre hacia el interior el fluido, es decir, es una compresión, no una tracción. horizontal • La superficie libre de un líquido siempre es horizontal, a menos que existan fuerzas externas que influyan.

Presión absoluta y manométrica
La presión de referencia es la atmósfera y la presión resultante que se mide se conoce como presión manométrica. Lapresión que se mide en relación con el vacío perfecto se conoce como presión absoluta. La relación entre la presión absoluta, presión atmosférica y presión manométrica ( presión relativa) es: é i (o ió l i )

pabsoluta = pmanométrica + patmosférica

La presión atmosférica p
La presión atmosférica se lleva a cabo con un barómetro de mercurio (Experiencia d E n list Torricelli (Exp i n i deEvangelista T i lli en 1644)

patmosférica = h + pvapor
La presión de vapor del mercurio por ser muy pequeña (0,000023 psi absolutos a 68 º ) puede ignorarse, por lo que: ºF

patmosférica = h t fé i

En 1643 realizó el descubrimiento del principio del barómetro, por el que pasó a la posteridad, que demostraba la existencia de la presión atmosférica principio posteriormente confirmado por...
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