INTRODUCCIÓN Los tubos de Pitot son instrumentos sencillos, se utilizan adecuadamente pueden conseguirse precisiones moderadas y, aunque su uso habitual sea para la medida de la velocidad del aire, se usan también, con la ayuda de una técnica de integración, para indicar el caudal total en grandes conductos y, prácticamente, con cualquier fluido. Un tubo Pitot mide dos presiones simultáneamente: presión de impacto (Pt ) y presión estática (Ps). La unidad para medir la presión de impacto es un tubo con el extremo doblado en ángulo recto hacia la dirección del flujo. El extremo del tubo que mide presión estática es cerrado pero tiene una pequeña ranura en un lado. Los tubos se pueden montar separados o en una sola unidad. Para determinar el lugar de inserción de los tubos, es necesario localizar el punto de máxima velocidad, desplazando el orificio de los mismos a lo largo del diámetro de la tubería. A pesar de que un tubo de Pitot puede calibrase para medir caudal en ± 0,5%, la distribución inestable de velocidades puede desencadenar errores importantes. Esto constituye uno de los motivos por lo que estos elementos se utilizan sobre todo para la medida de caudal de gases, ya que la variación de velocidad de la mediana con respecto al centro no constituye un inconveniente grave.
MARCO TEÓRICO El tubo de Pitot se utiliza para calcular la presión total, también denominada presión de estancamiento, presión remanente o presión de remanso (suma de la presión estática y de la presión dinámica). Lo inventó el ingeniero francés Henri Pitot en 1732. Lo modificó Henry Darcy, en 1858. Se utiliza mucho para medir la velocidad del viento en aparatos aéreos y para cuantificar las velocidades de aire y gases en aplicaciones industriales. Mide la velocidad en un punto dado de la corriente de flujo, no llaa media de la velocidad del viento. El tubo Pitot es un instrumento destinado a la medición del caudal a través de la cuantificación de la velocidad del flujo utilizando la ecuación de continuidad continuidad que se muestra a continuación: Q=AxV Donde: Q= es el gasto del flujo A= es el área transversal
V= es la velocidad del flujo
En consecuencia, es un medidor indirecto de caudal, y puede utilizarse tanto en conductos libres como a presión.
COMPONENTES DEL TUBO PITOT Cruceta de válvulas Pieza metálica fundida acoplada a la varilla del Pitot, cuenta con dos salidas para la instalación delas mangueras y válvulas para la purga de aire. Válvulas de purga de aire Utilizadas para purgar el aire del tubo Pitot. Válvulas de conexión para las mangueras Su función es aislar hidráulicamente el tubo Pitot de las mangueras. Guía de medición Es una pieza movible a lo largo de la varilla, con la función de indicar la posición de las tomas depresión diferencial en el interior de la tubería.
Dispositivo fijador de la varilla (Anillo fijador) Dispositivo usado para fijar la varilla del tubo Pitot en una determinada posición, no permitiendo que ella se mueva en la dirección vertical.
Soporte de la escala graduada para traversa Pieza destinada a fijar la regla graduada que se utiliza para levantar el perfil de velocidades. Orificios de toma de presión diferencial Son orificios localizados en el extremo inferior del tubo Pitot Simplex, cuya función es generar el diferencial de presión. Tapón protector de orificios Pieza acoplada al extremo de la varilla, destinada a proteger los orificios calibrados Varilla Perfil externo de formato aerodinámico, que recubre a los tubos transmisores de presión diferencial Tuerca de conexión o tuerca exagonal Es la pieza que permite acoplar el tubo Pitot a la válvula de inserción.
CARACTERÍSTICAS:
Mide la velocidad en un punto.
Sus ventajas son la escasa caída de presión y bajo precio, siendo por ello una buena elección para tuberías de gran diámetro y para gases limpios.
Consiste en un tubo de pequeño diámetro que se opone al flujo, con lo que la velocidad en su extremo mojado es nula
Es importante saber que:
Es necesario saber principalmente cual es el procedimiento que se debe seguir para poder manejar con habilidad el tubo Pitot, y que opciones nos presenta este aparato de medición. El adecuado funcionamiento del tubo Pitot depende directamente de una adecuada instalación, por lo cual debemos tener cuidado con cada una de las especificaciones del instrumento. Cada uno de los accesorios necesarios para la instalación uso y manejo del instrumento tiene requerimientos especiales, los cuales deben atenderse con suma precaución.
PROCEDIMIENTO 1. Se elige un tramo recto de rio en sentido longitudinal. 2. Elegir la sección transversal del rio dentro del tramo recto más o menos uniforme. 3. Colocar estacas en ambas orillas del rio y tender un cordel que esta nivelado 4. Ubicar el punto 1 y llevarlo al cordel con plomada. 5. Dividir el cordel con puntos marcados cada 30 o 50 centímetros l i 6. Buscar el centro de cada franja en la parte superior del agua (a,b,c,d…….,etc.). 7. Medir la altura de cada franja (hi). 8. Obtener el área de la franja 9. Usar el tubo pitot y medir Δh, cuando se introduce en el centro de la c/franja (a,b,c,d…., etc.) y tomar dos medidas de la, una a 20% de hi y al 80% de hi.
10. Calcular la velocidad media , el área y el caudal de cada franja de la siguiente manera. 11. El caudal total, es la sumatoria de todos los caudales, obtenidos en cada franja, indicar la fecha del aforo.
Q T
RESULTADOS punto 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
distancia cm 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000
hi cm 30 31 40 48 38 51 44 33 34 25 21 29 23 25 32 24 13 37 40 22
0.2 hi cm 6 6.2 8 9.6 7.6 10.2 8.8 6.6 6.8 5 4.2 5.8 4.6 5 6.4 4.8 2.6 7.4 8 4.4
0.8 hi cm 24 24.8 32 38.4 30.4 40.8 35.2 26.4 27.2 20 16.8 23.2 18.4 20 25.6 19.2 10.4 29.6 32 17.6
V
Δh Δ 0.2h
Δ 0.8h
14.4 1.27 3.6 6 17 11 14 12 15 19 15 12 12 9 8 10 7 9 10 3
27.8 0.73 2.4 3 26 30 31 21 23 27 10 22 15 19 28 16 11 24 30 15
V 0.2 16.81 4.99 8.40 10.85 18.26 14.69 16.57 15.34 17.16 19.31 17.16 15.34 15.34 13.29 12.53 14.01 11.72 13.29 14.01 7.67
V 0.8 23.35 3.78 6.86 7.67 22.59 24.26 24.66 20.30 21.24 23.02 14.01 20.78 17.16 19.31 23.44 17.72 14.69 21.70 24.26 17.16
Vi ( cm/s)
Ai (cm2)
20.08 4.39 7.63 9.26 20.42 19.48 20.62 17.82 19.20 21.16 15.58 18.06 16.25 16.30 17.98 15.86 13.21 17.49 19.13 12.41
1500 30122.36 3100 13603.19 6000 45799.06 9600 88905.18 9500 194032.34 15300 297981.98 15400 317514.04 13200 235239.38 15300 293745.12 12500 264522.46 11550 179962.37 17400 314244.02 14950 242931.73 17500 285213.71 24000 431601.57 19200 304559.32 11050 145915.41 33300 582552.04 38000 727096.20 22000 273099.21 Q= 5268640.68 Q= 5.27
Qi(cm3/s)
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