Instrumentos de medicion en mecanica de fluidos

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TUBO DE PITOT
Este tubo fue ideado por pitot para medir la presión total también conocida como presión de estancamiento (Que es la suma de la presión estática y la presión dinámica). El siguiente diagrama muestra el tubo de pito, donde podemos ver en el punto 1se forma el punto de estancamiento o de remanso.
Tubo de Pitot y líneas de corriente alrededor del tubo.

En el punto deestancamiento la velocidad y la presión se reducen a cero, según la ecuación de bernoulli, aumenta hasta el valor:
P1ρg=PTρg=P0ρg+v022g
Donde:
PT=Presion total.
PO, vO=Presion y velociadad de la corriente imperturbada(Teorica en el infinito)
Suponiendo que cero y uno estén en un mismo plano horizontal y habiendo despreciado las perdidas aplicando la ecuación de bernoulli entre las secciones 1 y 2 tenemosque:

PTρg+vi22g+z1=P2ρg+vi22g+z2

TUBO DE PRANDT
El tubo de prandt consiste en combinar un tubo de pitot con un tubo piezometrico, con el tubo de pitot se mide la presión total y el tubo piezometrico mide la presión estática el tubo de prandt mide la diferencia de los tubos anteriormente mencionados que seria la presión dinámica.
Tubo de Prandt mostrando la combinación de tubos, este tubomide la velocidad de corriente y el caudal.

El tubo de prandt es muy utilizado con líquidos y gases, siendo el instrumento estándar para medir la velocidad del aire en aerodinámica y la velocidad y el caudal en ventiladores. El tubo de prandt al igual que el de pitot al ser introducido en el fluido produce una perturbación que se produce en un punto de estancamiento de manera que:
P1=Ptv1=0

En el punto 0 la corriente no perturba tiene las presión p0 y la velocidad v0, que es la velocidad que queremos medir. El punto 1 lo elegimos como la entrada del tubo de pitot, en el punto 2 encontramos un tubo piezometrico con entradas laterales lo que no perturba la corriente y mide la presión estática.
Si despreciamos las diferencias de alturas, de velocidad y geodésicas entre lospuntos 0 y 2 que son muy pequeñas por que el tubo es muy fino y en 2 la corriente esta prácticamente normalizada después de la perturbación en 1, tendremos:
v2=v0t
P2=P0

Donde:
v0t=Velocidad teorica en la seccion 0
Ecuación de bernoulli para el punto de estancamiento (punto 0 y 1)
P0+ρv0t22=P1
Despreciando nos queda:
P1-P2=ρv0t22
Por otra parte estando el fluido principal como el líquidomanométrico en reposo (Del punto 1 al 2) podemos aplicar la ecuación fundamental de la hidrostática entre estos puntos.
P1=P2+ρga+ρmgl-ρgl-ρga
De las últimas dos ecuaciones deducimos:
ρv0t22=ρm-ρgl
La ecuación anteriormente descrita es la ecuación dinámica teórica del tubo de prandt. Si de la ecuación dinámica despejamos la velocidad teórica en la sección 0 tendremos:
v0t=2gρm-ρρl
En caso deque la medición sea en el agua:
v0t=2gδ-1l
Estas ecuaciones son ecuación la velocidad teórica de la corriente, en el tubo de prandt
Donde:
δ=Densidad relativa del liquido manometrico

Prácticamente v2 es algo mayor que v0 y por lo tanto según la ecuación general de bernoulli P2 algo menor que P0, pero sien el punto 1 el tubo de prandt esta inclinado con relación a las líneas de corrientepuede producirse una velocidad distinta de cero y por lo tanto una presión P1<P2, entonces determinamos que la velocidad real de v0 seria:
v0=Cv2gρm-ρρl
Donde:
Cv=Coeficiente de velocidad del tubo (oscila entre 0.01 y 1.03

TUBO DE VENTURI
El tubo de venturi es un elemento deprimogendo, el cual tiene la función de de provocar una diferencia de presiones, siendo el caudal Q una función dedicha diferencia, midiendo esta se puede calcular el valor de Q, este tubo consta de de tres partes, una convergente otra de sección mínima o garganta y finalmente una tercera parte la divergente, la sección transversal del venturi suele ser circular pero puede ser de cualquier otra forma.
Tubo de Venturi conectado con un manómetro diferencial, este tubo mide el caudal con gran precisión y pocas...
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