Presentado por: Andrés Urzola Rodríguez

Código: T00020228

Presentado a: Prof. Alfredo Abuchar Curi

Fecha: 25 de septiembre 2013

INTRODUCCIONEl tubo de Pitot es de los instrumentos más antiguos para poder conocer la velocidad de los fluidos y su presión diferencial, con este se mide al colocar el tubo orientado en contra del flujo. La velocidad con la que el fluido viene se hace nula, por ser un punto en el cual se estanca transformando su energía cinética en energía de presión, la cual hace que aumente la presión dentro del tubo.

Generalmente se utiliza para hacer mediciones de la velocidad del aire, pero también es utilizado para calcular el caudal en prácticamente cualquier fluido.

OBJETIVO GENERALConocer sobre el tubo de Pitot y Prandtl

MARCO TEORICOTubo de Pitot

El tubo de Pitot se utiliza para calcular la presión total, también se denomina presión de estancamiento, presión remanente o presión de remanso.

Lo invento el ingeniero francés Henri Pitot en 1732. Lo modifico 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 la medida de la velocidad del viento1

Este tubo es simplemente un tubo hueco de sección circular de pequeño diámetro, doblado en L y cuyo eje se alinea con la dirección de la velocidad del flujo en el punto de medida. El tubo de Pitot se conecta a un transductor de presión como por ejemplo un manómetro de columna. La presión leída en este transductor corresponde a la presión del punto E de la figura, que se denomina presión de estancamiento o presión total del flujo en el punto 0. La presión de estancamiento de una partícula de fluido en un determinado punto es la presión que alcanzaría la partícula si fuera frenada hasta el reposo sin pérdida alguna de energía. De la definición se puede concluir que:2

1 http://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_de_Pitot2 Laboratorio de mecánica de fluidos (universidad de navarra escuela superior de ingenieros) https://www.google.com.co/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CCwQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.unav.es%2Focw%2Flabfluidosing10708%2FGPL_1_Spanish_07_08.pdf&ei=jkBCUvTHLoT28gSf14G4Cw&usg=AFQjCNHG9PfTBS49tbF8VN88oUS9I2SiCw&sig2=iPNtklIucGCcsBRFdMpANg&bvm=bv.53077864,d.eWU

Elaboración y funcionamiento de un modelo3

Para medir la velocidad del flujo aplicando el método de Pitot con los respectivos codos, se libera el fluido del tanque por medio de la válvula (1) y este comienza a fluir ingresando en la tubería y por ende en los codos y así elevándose por los tubos (2) y (3), en uno ingresa por la presión total que libera el tanque y en el otro que es la presión estática. La fórmula que aquí aplican es v=√2.g .h en la cual la h es la diferencia de lo que asciende el fluido en los tubos (5) y así poder calcular la velocidad del flujo del fluido

1. 2.

3. 4.

3 http://www.youtube.com/watch?v=b2edOngLmQs

5.

Tubo de Prandtl

La idea de Ludwig Prandtl fue la de combinar en un solo instrumento un tubo de Pitot y un tubo piezométrico: El tubo de Pitot mide la presión total; el tubo piezométrico mide la presión estática, y el tubo de Prandtl mide la diferencia de las dos, que es la presión dinámica4

El tubo de Prandtl es una variante del tubo de Pitot en donde las tomas de presión estática se realizan directamente en el instrumento en vez de hacer otra toma de presión en la tubería, tal como se muestra en la figura.

De hecho el tubo de Prandtl es el instrumento que comúnmente se usa para medir velocidad de un fluido, siendo el tubo de Pitot usado principalmente para medir la presión de estancamiento. Pero en la práctica se le suele llamar a este instrumento tubo de Pitot, siendo el nombre de tubo de Prandtl menos conocido.

De esta construcción normalizada el punto más importante a tomar en cuenta es la distancia en donde se realizan la toma de presión estática, la cual debe ubicarse suficientemente lejos para que el flujo no esté perturbado por el contacto con la punta del tubo. Por las mismas razones la distancia en donde se debe ubicar el tubo que sale perpendicular a la tubería también debe respetar cierta distancia de las tomas de presión.

4 http://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_de_Prandtl

Las otras dimensiones y formas son solo recomendaciones que pueden o no tomarse en cuenta en la construcción. De hecho existen diversas formas posibles para estos instrumentos en donde la variación principal se encuentra en la forma de la punta para que esta afecte en menor medida la dirección del flujo, y así obtener una medida de la presión estática más precisa.

La precisión de estos instrumentos es pequeña y está en el orden del 1.5 al 4%.

o Tubo de Prandtl cilíndrico direccional

Este se puede observar en la figura siguiente y consiste en un tubo cilíndrico con dos orificios piezométricos. Los orificios piezométricos están conectados a un manómetro diferencial.

Con este instrumento se pude medir tanto el módulo de la velocidad como su dirección.

1 - De hecho cuando los dos orificios piezométricos formen un mismo ángulo con la dirección de la velocidad del fluido el diferencial de presión será nulo. Bastará entonces con medir la posición angular de la sonda respecto a una referencia dada para conocer la dirección del flujo.

2 - Luego haciendo girar la sonda hasta que uno de los orificios piezométricos coincida con la dirección del flujo se obtendrá un valor máximo de diferencia de presión, y se podrá obtener el valor de la velocidad tal como se hace con un tubo de Pitot normal.

Una variante de este instrumento es la sonda esférica, desarrollada por Zijnen, que permite medir la dirección del flujo en forma tridimensional.5

CONLUSION

Por medio de estos instrumentos el tubo de Pitot y el de Prandtl el cual es la derivación de este, tenemos un instrumento con el cual poder medir el flujo de los fluidos y la presión diferencial. Poder tomar mediciones en las canales y tener mediciones instantáneas al tener este un orificio relativamente pequeño se torna muy sencillo.

Como todo ah sentido el paso del tiempo con este ah ido evolucionando cada vez más hasta los instrumentos que tenemos hoy en día de tubo de Pitot

BIBLIOGRAFIA

http://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_de_Pitot Laboratorio de mecánica de fluidos (universidad de navarra escuela

superior para ingenieros)5 http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/djean/index_archivos/INST_Flujo/medidoresflujovolumetrico/tubodeprandtl%20II.html

https://www.google.com.co/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CCwQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.unav.es%2Focw%2Flabfluidosing10708%2FGPL_1_Spanish_07_08.pdf&ei=jkBCUvTHLoT28gSf14G4Cw&usg=AFQjCNHG9PfTBS49tbF8VN88oUS9I2SiCw&sig2=iPNtklIucGCcsBRFdMpANg&bvm=bv.53077864,d.eWU

http://www.youtube.com/watch?v=b2edOngLmQs http://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_de_Prandtl http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/djean/index_archivos/INST_Flujo/

medidoresflujovolumetrico/tubodeprandtl%20II.html