informe 4

1. 4
MORA DANIEL
BENALCAZAR FABRICIO
26/11/2018
2430
2430

2. 1. Tema
Modelación y simulación del funcionamiento de tubos de Bourbon en C.
2. Objetivos
a) Simular y observar el comportamiento de diferentes tubos de Bourdon en C, frente
a la presión.
3. Marco Teórico
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.

3. Para cualquier tipo de carga, la relación entre la carga y la deformación es una constante
del material, conocida como el módulo de Young: E=Carga/e . Por ende, si la constante
de deformación es conocida, se puede obtener la carga según:
Carga = E*e
De modo que frente a deformaciones pequeñas de materiales elásticos, será posible
obtener una cuantificación reproducible de las cargas (fuerzas) solicitantes.
Esquematización del sistema de funcionamiento del manómetro Bourdon.
Ilustración 1. Esquematización de los diferentes tipos de manómetros Bourdon
4. Procedimiento
a) Con la ayuda del programa SolidWorks, dibujar un tubo Bourdon en C, helicoidal
y espiral utilizando como base medidas comerciales.
En C

4. Ilustración 2 Sólido manómetro en C
Tabla 1 Datos técnicos manómetro en C
Referencia de modelo Propiedades
Nombre: Acero inoxidable al
cromo
Tipo de modelo: Isotrópico elástico lineal
Criterio de error
predeterminado:
Tensión máxima de von
Mises
Límite elástico: 24995.7 psi
Límite de tracción: 59989.5 psi
Helicoidal
Ilustración 3 Sólido manometro helicoidal

5. Tabla 2 Especificaciones manómetro helicoidal
Espiral
Tabla 3 Manometro espiral Ilustración 4 Sólido manómetro espiral
b) Utilizando SIMULATION, realizar la simulación de la operación del tubo de
Bourdon dibujado en SolidWorks, para una presión de 200 psi.
c) Obtener el informe técnico
d) Interpretar y analizar los datos obtenidos.

6. 5. Resultados
En C
Valores obtenidos en la simulación:
Nombre Tipo Mín. Ubicación Máx. Ubicación
Tensiones1 VON: Tensión
de von Mises
1236.56
N/m^2
Nodo: 3070
(-7.65424
mm,
40.28 mm,
-1.09343
mm)
2.34216e+008
N/m^2
Nodo: 5403
(-47.9678
mm,
20.2091 mm,
6.99636 mm)
Desplazamientos1 URES:
Desplazamiento
resultante
0 mm
Nodo: 32
(-16.5673
mm,
42.7251 mm,
-5.5 mm)
1.31142 mm
Nodo: 954
(-44.2165
mm,
67.8381 mm,
3.99576 mm)
Deformaciones
unitarias1
ESTRN:
Deformación
unitaria
equivalente
1.44645e-
008
Elemento:
1642
(-9.14421
mm,
40.8084 mm,
-1.67385
mm)
0.00125017
Elemento:
2745
(-44.8599
mm,
20.7107 mm,
6.88773 mm)
Tabla 4 Datos obtenidos en C
De la tabla 4, el desplazamiento mínimo del extremo libre del tubo de Bourdon en C es 0
mm, el cual correspondería a una presión de 0 psi, y el desplazamiento máximo es
1.31142 mm, correspondiente a una presión de 200 psi.

7. Helicoidal
Tabla 5 Datos Manómetro helicoidal
Nombre Tipo Mín. Ubicación Máx. Ubicación
Tensiones1 VON: Tensión
de von Mises
1236.56
N/m^2
Nodo: 3010
(-7.65424
mm,
40.28 mm,
-1.09343
mm)
2.34216e+008
N/m^2
Nodo: 5403
(-47.9678
mm,
21.2091 mm,
7.885546
mm)
Desplazamientos1 URES:
Desplazamiento
resultante
0 mm
Nodo: 32
(-16.5673
mm,
42.7251 mm,
-5.5 mm)
1.23454 mm
Nodo: 954
(-44.2165
mm,
67.8381 mm,
3.99576 mm)
Deformaciones
unitarias1
ESTRN:
Deformación
unitaria
equivalente
1.44645e-
008
Elemento:
1642
(-9.14421
mm,
40.8084 mm,
-1.67385
mm)
0.00125017
Elemento:
2745
(-44.8599
mm,
20.7107 mm,
6.88773 mm)
De la tabla 5, el desplazamiento mínimo del extremo libre del tubo de Bourdon en
helicoidal es 0 mm, el cual correspondería a una presión de 0 psi, y el desplazamiento
máximo es 1.23454 mm, correspondiente a una presión de 200 psi.

8. Espiral
Tabla 6 Datos manómetro espiral
Nombre Tipo Mín. Ubicación Máx. Ubicación
Tensiones1 VON: Tensión
de von Mises
1236.56
N/m^2
Nodo: 3010
(-7.65424
mm,
40.28 mm,
-1.09343
mm)
2.34216e+008
N/m^2
Nodo: 5403
(-47.9678
mm,
21.2091 mm,
7.885546
mm)
Desplazamientos1 URES:
Desplazamiento
resultante
0 mm
Nodo: 32
(-16.5673
mm,
42.7251 mm,
-5.5 mm)
2.17544 mm
Nodo: 954
(-44.2165
mm,
67.8381 mm,
3.99576 mm)
Deformaciones
unitarias1
ESTRN:
Deformación
unitaria
equivalente
1.44645e-
008
Elemento:
1642
(-9.14421
mm,
40.8084 mm,
-1.67385
mm)
0.00125017
Elemento:
2745
(-44.8599
mm,
20.7107 mm,
6.88773 mm)
De la tabla 5, el desplazamiento mínimo del extremo libre del tubo de Bourdon en
helicoidal es 0 mm, el cual correspondería a una presión de 0 psi, y el desplazamiento
máximo es 2.17544 mm, correspondiente a una presión de 200 psi.
6. CONCLUSIONES

9.  Los tubos de Bourdon se deforman directamente proporcional al avance del fluido
a cierta presión interna.
 Ante deformaciones pequeñas de materiales elásticos, será posible obtener una
cuantificación reproducible de las cargas (fuerzas) solicitantes.
 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 decadencia, puede producirse
una deformación permanente que haga necesaria su calibración.
Recomendaciones
 Al usar un manómetro, se debe tomaren cuenta el rango al cual está fabricado,
sino podría dañarse el instrumento al aplicar presiones fuera de rango
Bibliografía
 Echeverria, L. (25 de octubre de 2018). http://insdecem.com/. Obtenido de
http://insdecem.com/archivos/guias/GuiaVa_INST.pdf
 Creus, A. (1993). Instrumentación Industrial. Quinta edición, Editorial: Alfaomega, México
 John P. Bentley. (2000) Sistemas de Medición principios y aplicaciones, segunda edición
Editorial: GRUPO PATRIA CULTURAL, México