Medición de la presión con el manómetro La presión
se define como la fuerza por unidad de superficie, y la forma más precisa de medir la presión atmosférica baja es equilibrar una columna de líquido de peso conocido contra ella y medir la altura de la columna de líquido así equilibrada. Las unidades de medida más utilizadas son las pulgadas de mercurio (in. Hg), utilizando mercurio como fluido, y las pulgadas de agua (in. w.c.), utilizando agua o aceite como
fluido. Fig. 2-1. En su forma más simple, el manómetro es un tubo en forma de U lleno hasta la mitad con líquido. Con ambos extremos del tubo abiertos, el líquido se encuentra a la misma
altura en cada rama. Fig. 2-2. Cuando se aplica presión positiva a una rama, el líquido es empujado hacia abajo en esa rama y hacia arriba en la otra. La diferencia de altura, «h», que es la suma de las lecturas por encima y por debajo de Cero, indica
la presión. Fig. 2-3. Al aplicar vacío a una rama, el líquido sube en esa rama y baja en la otra. La diferencia de altura, «h», que es la suma de las lecturas por encima y por debajo de Cero, indica la cantidad de vacío. Los instrumentos
que emplean este principio se denominan manómetros. La forma más simple es el manómetro básico y bien conocido de tubo en U. (Fig. 2-1). Este dispositivo indica la diferencia entre dos presiones (presión diferencial) o entre una sola presión y la atmósfera (presión manométrica), al lado estar abierto a la atmósfera. Si se llena un tubo en U hasta la mitad con agua y se ejerce presión de aire sobre una de las columnas, el fluido se desplazará. Así, una de las columnas de agua subirá y la otra bajará. La diferencia de altura «h», que es la suma de las lecturas por encima y por debajo del punto medio, indica la presión en pulgadas de columna de agua. Fig. 2-4. A la izquierda, se aplica una presión igual al fluido del pozo y al
del tubo indicador. La lectura es Cero. A la derecha, se ha aplicado una presión positiva al líquido del pozo, lo que ha provocado que el nivel baje muy ligeramente. El nivel de líquido en el tubo indicador ha subido considerablemente. La lectura se toma directamente de la escala en el nivel de líquido del tubo indicador. La escala se ha compensado por la caída del nivel en el pozo.El manómetro de tubo en U es un estándar primario porque la diferencia de altura entre las
dos columnas es siempre una indicación real de la presión, independientemente de las variaciones en el diámetro interno del tubo. Este principio hace que incluso el manómetro enrollable Dwyer Slack Tube® sea tan preciso como un instrumento de laboratorio. Esto supone una gran comodidad para la persona que, de otro modo, tendría que subir a un avión con un manómetro de tubo en U de vidrio rígido de 60 pulgadas de largo. VARIACIONES EN EL DISEÑO DEL MANÓMETRO Para superar el requisito del tubo en U de
realizar lecturas en dos lugares diferentes, se desarrolló el manómetro de tipo pozo. Véase la figura 2-4. El depósito (pozo) puede hacerse lo suficientemente grande como para que el cambio de nivel en el depósito sea insignificante, o la escala puede compensarse por el cambio en el nivel de líquido del depósito. Con el fin de obtener un instrumento más práctico, el manómetro tipo pozo Dwyer utiliza un pozo perforado con precisión que requiere una corrección de la escala de aproximadamente un 10 % para el efecto de caída del pozo, evitando así un depósito demasiado grande y voluminoso. Este es el elemento de encabezado
Fig. 3-1. A la izquierda,
se aplica una presión igual al líquido del pozo y al tubo indicador. La lectura es Cero. A la derecha, se ha aplicado una presión positiva al líquido del tubo indicador, empujándolo hacia abajo hasta una medición de la escala igual a la presión. El nivel de líquido en el pozo se eleva proporcionalmente. La inclinación del tubo indicador ha abierto la escala para permitir una lectura más precisa de la presión. Para mejorar y ampliar la legibilidad,
algunos manómetros Dwyer de tipo U y de pozo están disponibles con un fluido indicador de aceite rojo de 0,826 sp. gr. y escalas compensadas para leer la presión directamente en pulgadas de agua. Para aumentar aún más la legibilidad y la sensibilidad, el tubo indicador del manómetro de pozo se inclina, como en la Fig. 3-1, para provocar un mayor movimiento lineal a lo largo del tubo para una diferencia de presión dada. El manómetro inclinado se denomina frecuentemente «medidor de tiro» porque se utiliza ampliamente para determinar el tiro excesivo en las chimeneas y conductos de humos de las calderas. Para que un
manómetro inclinado sea un dispositivo primario, el tubo inclinado debe ser recto y uniforme. La construcción de plástico sólido mecanizado con precisión de Dwyer se ha aplicado a una línea básica de manómetros resistentes, inclinados e inclinados-verticales, que son aceptados por la industria como instrumentos primarios.
Fig. 3-2. A la izquierda, con la misma presión en el líquido del pozo y en el tubo indicador, la lectura es Cero. Al aplicar una presión positiva al líquido del tubo indicador, el nivel del líquido desciende en el tubo y sube ligeramente en el pozo. La lectura es directa, ya que la escala compensa el cambio de nivel en el
pozo. La combinación de un manómetro inclinado y uno vertical es muy útil para determinar el movimiento del aire. Véase la Fig. 3-2. Para medir la velocidad del aire, se utiliza una escala inclinada, generalmente de hasta 1" w.c. (1" w.c. de presión de velocidad = 4000 fpm). En el instrumento inclinado-vertical Dwyer Durablock® , esta escala se combina con una sección vertical que permite tomar lecturas de altas presiones, normalmente de 1" w.c. a 5-10" w.c. La sección vertical se utiliza principalmente para determinar la presión estática por encima del rango de la sección inclinada.