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¿Cuál es el lugar adecuado para colocar el manómetro para medir la presión de un depósito?

Estudiando los conceptos básicos de la Mecánica de Fluidos, aplicados a los manómetros, y mirando esquemas en muchos sitios, me vino una pregunta a la cabeza: ¿Cuál es el lugar adecuado para colocar el manómetro para medir la presión de un depósito?

                          


El primer caso sería si el tanque contiene un gas. En esta situación, el libro de Mecánica de Fluidos de Çengel me lo aclaró:

Como los efectos gravitacionales de los gases son despreciables, la presión en cualquier parte del tanque y en la posición 1 tiene el mismo valor.
                                            

Por lo tanto, puedo ponerlo en cualquier lugar del depósito si contiene un gas.


El segundo caso sería si el depósito contiene un líquido, especialmente cuando el depósito es grande. En esta situación, la decisión que me parece más lógica es poner el manómetro en el fondo del depósito. Sin embargo, en todos los sitios que he buscado, el punto " A " fue el elegido para medir la presión (como se muestra en las imágenes siguientes en los puntos M, N, A y B) que creo que da la presión media del tanque porque el punto está situado a la altura de su centro geométrico: $$p_{average}=\frac1H \cdot\int_0^H\gamma h \,dh=\frac{\gamma H}{2}=p_A$$ enter image description here      Fuentes de las imágenes: MATHalino/PennState College of Engineering (MNE)/The SensorsGuide/University of Sydney (MDP)/ScienceStruck/Chegg


Entonces, ¿cuál es el lugar adecuado para colocarlo para medir la presión de un tanque? ¿Por qué los puntos M/N/A/B fueron elegidos en lugar del Botón de sus tanques para calcular la presión en las imágenes de arriba?

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20voto

10sw33 Puntos 106

La ubicación depende del motivo por el que se mide la presión. Habrá una razón de proceso para la medición de la presión, y eso determinará la ubicación del dispositivo de medición de la presión. Por ejemplo: es posible deducir el nivel del depósito a partir de la presión. En ese caso, probablemente querrá la medición de la presión en el fondo del tanque. Por otro lado, si le preocupa algo en el espacio de vapor del tanque, querrá la medición de la presión en la parte superior del tanque.

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+1 Desde el punto de vista de los diseñadores, lo pondrán donde el personal de mantenimiento pueda acceder fácilmente a él.

0 votos

@jean, de acuerdo. Pero hay opciones. En el caso de un transmisor de nivel "burbujeante", la presión necesaria para forzar un pequeño flujo de nitrógeno hasta el fondo de un tubo vertical es proporcional a la profundidad del líquido en el que está sumergido el tubo. Esto significa que puedes colocar una célula dp en la parte superior del depósito y el extremo del tubo en el fondo del mismo. O bien, puedes poner una toma de presión en el fondo del tanque y montar una célula dp fuera del tanque en la parte inferior. En cualquier caso, estoy de acuerdo en que el personal de mantenimiento debe tener acceso al equipo.

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@DavidWhite Por eso la mayoría de los libros de texto y otras fuentes, independientemente del ámbito (He mirado en los libros de texto de Mecánica de Fluidos para Civil, para Eléctrica, para Mecánica...) cuando se presentan manómetros/medidores de presión/piezómetros a nivel introductorio, se utiliza el punto "A" (centro geométrico)? Tal vez " todos los libros de texto se copian inconscientemente "como dijo DisplayName en los comentarios?

9voto

Display Name Puntos 95

En general, no hay "presión" que medir, porque la presión es un campo con una presión en cada lugar. Se puede medir la presión en cualquier lugar que se desee, y esa será una medida correcta de la presión en ese lugar . A menudo sólo hay una variable del sistema (la cabeza si el tanque está abierto a la atmósfera, la presión del sistema si está comprimido), lo que significa que dada una medición de la presión se puede resolver la presión en cualquier otro lugar. Por supuesto, hay algunas motivaciones de ingeniería para elegir algunos puntos en lugar de otros.

Si no lo pones en la parte inferior, tu manómetro dejará de funcionar siempre que el nivel del depósito baje por debajo de donde lo hayas montado. En situaciones reales de ingeniería, cuando el fondo del tanque tiene una forma complicada (debido a equipos sumergidos, por ejemplo) puede simplificar las cosas poner el manómetro por encima del volumen "complicado" para que el fluido por encima del manómetro tenga siempre una forma simple.

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+1 Pero creo que podría aclarar la primera frase para decir que en general no hay un solo presión; la presión varía de un punto a otro. Esto está implícito al llamarlo "campo", pero ese uso puede ser desconocido para alguien que haga este tipo de preguntas.

1 votos

Es un buen punto. He editado el comentario.

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@DisplayName Entonces, ¿el hecho de que todos los libros de texto/sitios web elijan "A" en lugar de "B" al tratar los manómetros/manómetros/piezómetros es en realidad una especie de "convención" que todos siguen?

6voto

nat Puntos 41

A diferencia de un sensor, un manómetro tiene que estar donde se pueda ver. A menudo no quieres que el líquido del proceso entre en el manómetro para que el indicador esté encima del nivel del líquido.

2 votos

Otras preocupaciones prácticas: acceso para el mantenimiento, taponamiento con los fondos de los depósitos, relativa dificultad para instalar el medidor, etc.

0 votos

...el número de roturas del recipiente a presión...

1voto

user292922 Puntos 21

Intentas encontrar una solución práctica a un problema teórico. Para que eso funcione, primero tienes que convertir tu problema teórico en un problema práctico. Hay tanta información que se puede obtener de un tanque con la ayuda de un manómetro, que no hay una solución "correcta", a menos que te pongas específico.Básicamente puedes medir lo que sea, que hace que la aguja del manómetro se mueva, en cualquier punto que lo haga discretamente.

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chandler Puntos 1

El lugar donde la presión es máxima. Depende de la altura superior en la mayoría de los casos porque si la altura aumenta la presión disminuye.

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