ANLISIS DE EDIFICACIN DE 3 NIVELES POR EL MTODO DE FLEXIBILIDAD

TUBO DE PITOTINTEGRANTES : ANDREA CATACORA FLORES ESAUD COLANA ROMERO JONATHAN MAMANI CRUZ

INTRODUCCIN El tubo Pitot es un medidor de carga de velocidad utilizado en conductos forzados o tuberas. Son instrumentos sencillos, econmicos y disponibles en diferentes tamaos, con los que se puede medir la velocidad de la corriente al ser introducido dentro del flujo. Si se utilizan adecuadamente pueden conseguirse precisiones moderadas y, aunque su uso habitual sea para la medida de la velocidad del aire, se usan tambin, con la ayuda de una tcnica de integracin, para indicar el caudal total en grandes conductos y, prcticamente, con cualquier fluido.

INTRODUCCIN La instalacin de este equipo es sencilla, pero se requiere contar con un dispositivo que fije el instrumento paralelamente sobre la seccin del canal. El tubo Pitot funciona como un piezmetro, porque permite medir la carga hidrulica que pasa por una seccin; dicha carga se convierte a velocidad mediante el empleo de una ecuacin que se ver ms adelante. Este dispositivo presenta problemas de precisin cuando el flujo es muy lento, tornndose difcil la toma de lecturas, as por ejemplo para producir 3 cm de carga se requiere una velocidad de 0.85 m/s.

CARaCTERSTICASMide la velocidad en un punto.Sus ventajas son la escasa cada de presin y bajo precio, siendo por ello una buena eleccin para tuberas de gran dimetro y para gases limpios.Consiste en un tubo de pequeo dimetro que se opone al flujo, con lo que la velocidad en su extremo mojado es nula.

DESCRIPCIN DE LA ESTRUCTURA El tubo de Pitot es quiz la forma ms antigua de medir la presin diferencial y tambin conocer la velocidad de circulacin de un fluido en una tubera. Est compuesto por dos tubos unidos por un codo en ngulo recto que detectan la presin en dos puntos distintos de la tubera, midiendo dos presiones simultneamente, la presin de impacto (Pt) y presin esttica (Ps). El extremo del tubo que mide presin esttica es cerrado pero tiene una pequea ranura de un lado. Pueden montarse por separado o agrupados dentro de un alojamiento, formando un dispositivo nico.

DESCRIPCIN DE LA ESTRUCTURA El tubo es introducido al flujo por medio de un orificio que permite el ingreso del agua, con la entrada orientada en contra del sentido de la corriente del fluido. La velocidad del fluido en la entrada del tubo se hace nula, al ser un punto de estancamiento, convirtiendo su energa cintica en energa de presin, lo que da lugar a un aumento de presin dentro del tubo de Pitot.

DESCRIPCIN DE LA ESTRUCTURA El agua que ingresa por el tubo, corre a travs de l elevndose dentro del tubo vertical, hasta encontrarse en equilibrio; una vez en equilibrio genera una carga piezomtrica, con lo que se puede leer la altura y mediante una ecuacin de descarga convertir esa altura en su equivalente de velocidad.

Se debe cuidar que el tubo introducido se encuentre dispuesto de forma paralela al sentido del flujo en el canal, ya que cambios en los perfiles de velocidad del flujo pueden causar errores significativos. Por esta razn los tubos Pitot se utilizan principalmente para medir presiones de gases en tuberas de gran dimetro, con fluidos limpios, ya que en este caso, los cambios en la velocidad del flujo no representan un inconveniente serio.

COMPONENTES DEL TUBO DE PITOTEn particular el tubo Pitot consta principalmente de los siguientes elementos:a.- Cruceta de vlvulasPieza metlica fundida acoplada a la varilla del Pitot, cuenta con dos salidas para la instalacin de las mangueras y vlvulas para la purga de aire.b.- Vlvulas de purga de aireUtilizadas para purgar el aire del tubo Pitotc.- Vlvulas de conexin para las manguerasSu funcin es aislar hidrulicamente el tubo Pitot de las manguerasd.- Gua de medicinEs una pieza movible a lo largo de la varilla, con la funcin de indicarla posicin de las tomas de presin diferencial en el interior de latubera

2.1. COMPONENTES DEL TUBO DE PITOTEn particular el tubo Pitot consta principalmente de los siguienteselementos:e.- Dispositivo fijador de la varilla (Anillo fijador)Dispositivo usado para fijar la varilla del tubo Pitot en una determinada posicin, no permitiendo que ella se mueva en la direccin vertical.f.- Soporte de la escala graduada para traversaPieza destinada a fijar la regla graduada que se utiliza para levantar el perfil de velocidades.g.- Orificios de toma de presin diferencialSon orificios localizados en el extremo inferior del tubo Pitot Simplex, cuya funcin es generar el diferencial de presin

COMPONENTES DEL TUBO DE PITOTEn particular el tubo Pitot consta principalmente de los siguientes elementos:h.- Tapn protector de orificiosPieza acoplada al extremo de la varilla, destinada a proteger los orificios calibradosi.- VarillaPerfil externo de formato aerodinmico, que recubre a los tubos transmisores de presin diferencialj.- Tuerca de conexin o tuerca hexagonalEs la pieza que permite acoplar el tubo Pitot a la vlvula de insercin.

ACCESORIOS DEL TUBO DE PITOTPara la exitosa medicin del caudal en un conducto a presin, es necesario contar con algunos aditamentos necesarios tanto para la instalacin del tubo Pitot, como para la correcta lectura del instrumento. Los accesorios con los cuales debe de contar el tubo Pitot son:1.Manmetro diferencial2.Mquina de insercin3.Lquidos manomtricos4.Vlvula de acoplamiento5.Mangueras

ECUACIN DE LA VELOCIDAD

ECUACIN DE LA VELOCIDAD

ECUACIN DE LA VELOCIDADAlgunos coeficientes C, son diferentes de la unidad y son proporcionados por el fabricante del instrumento. El coeficiente de descarga es adimensional y depende del nmero de Reynolds en el conducto y del factor de obstruccin. C=CD(Re,)La relacin entre el coeficiente de descarga de un caudalmetro y el nmero de Reynolds y el coeficiente de obstruccin debe ser obtenida experimentalmente.

PRUEBAS DE PRECISIN Y CALIBRACINOBTENCIN DEL DIMETRO INTERIOR DE LA TUBERA:Una de las calibraciones principales es la obtencin del dimetro interno de la tubera, para lo cual se utiliza un gancho calibrador.

Para obtener el Dimetro interior de la tubera lo primero que se tiene que hacer es medir la longitud del gancho.

PRUEBAS DE PRECISIN Y CALIBRACINOBTENCION DEL FACTOR DE VELOCIDAD

Estas variaciones de velocidad a lo largo de la seccin transversal de una tubera bajo presin, pueden graficarse para obtener una curva denominada "perfil de velocidades". Para trazar el perfil de velocidades dividiremos el rea de la seccin transversal en anillos de reas iguales.El nmero mnimo de anillos recomendados por los fabricantes para cada dimetro, as como los radios al centro de los mismos, (todas las distancias estn indicadas en pulgadas), se presentan en la tabla # 1.Se mide la velocidad en el el punto superior del anillo nmero uno a continuacin coloque el orificio del tubo Pitot nuevamente en el centro del tubo y realice una nueva lectura, posteriormente ubique el tubo Pitot en el extremo inferior del anillo nmero uno y repita la lectura.Repita el procedimiento descrito en el punto anterior para determinar la diferencial de presin en cada uno de los anillos determinados anteriormente as como en el centro de la tubera.

Frmulas que se emplean para el clculo de la velocidad :

V = Cp x (2g(M - 1)d)

En donde:

V= Velocidad del lquido en m/sCp = Constante constructiva del tubo Pitot que se usa. (0.795 0.802) adimensionalg = Aceleracin de la gravedad = 9.81 m/s2M = Peso especfico del liquido manomtrico usado en g/cm3.d = Presin diferencial medida en el manmetro U en mm.

Nota: El valor del coeficiente del tubo Pitot (Cp) depender de la constante constructiva del equipo utilizado.PRUEBAS DE PRECISIN Y CALIBRACIN

PRUEBAS DE PRECISIN Y CALIBRACIN

TABLA # 1 MUESTRA EL NMERO DE ANILLOS CONCNTRICOS PARA EL AFOROPITOMTRICO

PRUEBAS DE PRECISIN Y CALIBRACINTABLA #2Columna R: En esta columna se anota ladistancia a la que se debern colocar los orificios del tubo Pitot para leer la diferencial de presin en cada anillo.Columna d: En esta columna se anota paracada posicin de los orificios indicados enla columna R, el valor de la diferencial depresin obtenida en mm.Columna dc: En esta columna se anota losvalores de la presin diferencial que registra el manmetro diferencial cuando los orificios del tubo Pitot se encuentran en el centro de la tubera.Columna Vm: Representa la velocidadmedia del flujo, se calcula tomando encuenta las diferenciales de presin de la columna d para cada uno de los puntos, aplicando la frmula de velocidad.Columna Vc: Esta columna representa la velocidad central del fluido, calculndose en funcin de las diferenciales de presin de la columna dc.Eje vertical los anillos, Eje horizontal, los valores del coeficiente Vm/Vc.

PRUEBAS DE PRECISIN Y CALIBRACINUna vez ubicados todos los puntos en la grfica, se procede a dibujar la parbola que ms se ajuste a los puntos ya localizados, esta parbola deber de ser lo ms uniforme posible. La parbola que resulte, definir, unos nuevos valores de Vm/Vc en los puntos en que se cruza con las lneas de los anillos representados en el eje vertical del lado derecho, estos nuevos valores se anotarn en la columna denominada Nmero de anillos localizada en la parte izquierda de la grfica; se suman estos valores y se encuentra su promedio el cual corresponde a Cv (coeficiente de velocidad o factor de estacin). El gasto est dado por la ecuacin de continuidad Q= A X V En este caso se obtiene con la siguiente ecuacin : Q = A x (Vc X Cv)En donde: A= Area real del tubo.Vc = Velocidad central.Cv = Coeficiente de velocidad

ejemplo:Se desea determinar la velocidad del agua en el centro de una tubera. Utilizando un tubo de Pitot con un coeficiente de 0.98, se obtuvieron los siguientes datos plasmados en la figura:

SOLUCIN:Si el tubo se adapta y posiciona correctamente, en un punto de velocidad cero (punto de estancamiento ) se desarrolla en B.

ejemplo:Aplicando el teorema de Bernoulli (despreciando las perdidas) desde A en el liquido en reposo hasta B (punto de estancamiento) se tiene:

ejemplo:Para el tubo real debe introducirse un coeficiente C que proporciona el fabricante y que depende de la forma del tubo.Entonces la ecuacin de la Velocidad real para el problema seria: