Tubo pitot

INFORME LABORATORIO TUBO PITOT
(Practica de Laboratorio I)
26 de Octubre de 2010

Resumen

El montaje de laboratorio utilizado en la primera práctica de laboratorio realizada consistió en una bomba que proporciona un flujo permanente de aire a través de una tubería horizontal, la cual posee manómetros a lo largo de toda su longitud (cinco), así mismo un piezómetro que será llamado en elpresente artículo como Pz6 (Piezómetro número 6) y un Tubo Pitot en la sección final.
Con la información obtenida por estos elementos de medición, las condiciones y características del montaje de laboratorio y las herramientas teóricas recibidas en clase, es posible determinar, entre otras cosas, el caudal de la tubería, la velocidad media experimental y teórica, así mismo su perfil de velocidadespara el caudal obtenido.

Introducción

Mediante montajes de laboratorio como el mencionado, en el presente artículo, se pretenden simular algunos de los problemas a los que se enfrenta diariamente la Hidráulica. En el ensayo realizado en el laboratorio, se tiene un tanque proveedor del fluido, que permitirá el estudio, así mismo esta estructura hidráulica presenta una bomba que suministra uncaudal de aire a lo largo de una tubería de aproximadamente unos siete metros de longitud, muy similar al gráfico a continuación (ver gráfico No. 1). Así, como el gráfico similar al modelo real, durante el recorrido de la tubería existen instalados manómetros que permiten la toma de los datos de presión. Al final del recorrido de la tubería, se encuentra instalado el Tubo Pitot, con el cual sepodrá determinar, a través del concepto de “Presión de Estancamiento” (en la boca del tubo Pitot), perfiles de velocidades y sus respectivos análisis.

GRÁFICO No. 1
Modelo similar al encontrado en el Laboratorio.
Metodología

Cuando un fluido en movimiento es obligado a detenerse debido a un objeto u obstáculo que se encuentra en su camino (en la dirección de la línea de corriente de unapartícula cualquiera), se genera un incremento de la presión media del resto del fluido.

De acuerdo, con lo anterior, la descripción adecuada para el Tubo Pitot es la siguiente: consiste en un tubo de pequeño diámetro, en forma de “ele” L, colocado de tal modo que la boca del tubo Pitot se encuentre en sentido contrario a la dirección del flujo y alineado con su movimiento. El Tubo Pitot, del ensayo,puede desplazarse verticalmente en una sección transversal del conducto, teniendo las lecturas del tubo Pitot aprovechando “El Punto de Estancamiento” que se presenta un instante antes de la boca del tubo, y así, poder obtener el perfil de velocidades.

Piezómetro
e
Tubo Pitot
*6
*1
*5
*3
*4
*2
Sección transversal
Perfil de Velocidades
Umax

GRÁFICO No. 2
Cortes Tubo Pitot yPerfil de Velocidad

Para poder realizar el cálculo de la velocidad, y su respectivo perfil de velocidades, para obtener el dato de presión estática del flujo. Durante el análisis y sus cálculos respectivos, es necesario conocer la geometría de la tubería y datos necesarios, otorgados por el modelo, como lo es la temperatura en el momento del ensayo.

Basándose en la ecuación de energía, ysabiendo que el Tubo Pitot es una aplicación de la ecuación de Bernoulli para tuberías, se puede realizar el siguiente análisis:

[Ec. Bernoulli]
P1γ+Z1+V122g=P2γ+Z2+V222g

Z Altura
P/γ Cabeza de Presión
V2/2g Cabeza de Velocidad

V122g=P1γ-P2γ

Ecuación No. 1
Vi=2g∆Pγ

Los datos obtenidos en un primer momento corresponden a la geometría de la tubería que principalmentese encuentran en función de su Radio. Y de acuerdo con la Ecuación No. 1, la velocidad sólo quedará dependiendo de la raíz de la diferencia de cabezas de presión, multiplicado por dos veces la gravedad.

El modelo trabaja de la siguiente forma: una vez accionado el sistema de bombeo de Aire (Flujo permanente) se procede a leer la presión correspondiente a uno de los manómetros que se...