Perfil De Velocidades.docx

Introducción El tubo de pitot es utilizado para medir el caudal que circula por una tubería, este instrumento está constituido por dos tubos que detectan la presión en dos puntos distintos de la tubería. Uno mide la presión dinámica en un punto de la vena y el otro mide únicamente la presión estática mediante un orificio en la pared. La presión dinámica se mide en el extremo doblado en ángulo recto hacia la dirección del flujo, el extremo complementario mide la presión estática del fluido Cuando los fluidos se mueven en un conducto, la inercia del movimiento produce un incremento adicional de la presión estática al chocar sobre un área perpendicular al movimiento, esta fuerza se produce por la acción de la presión dinámica. La presión dinámica depende de la velocidad y la densidad del fluido, para esto la presión estatice no es más que cualquier presión ejercida por un fluido y que no es modificada por el movimiento o velocidad del fluido. Para obtener la velocidad media o promedio de un fluido es necesario realizar un buen número de lecturas a lo ancho del tubo y promediarlas geométricamente de igual forma emplear alguna correlación entre la velocidad local y la velocidad promedio del fluido en el tubo. Las velocidades tanto del flujo laminar como turbulento en un ducto varían del valor mínimo que se observa en la pared al valor máximo que se encuentra en el centro del ducto, las velocidades del canal no están distribuidas de manera uniforme. Esto sucede por los efectos que tiene la resistencia cortante del fluido en movimiento en distintos puntos, la velocidad crítica a la cual el flujo cambia de laminar a turbulento, depende del diámetro del tubo, viscosidad y densidad del fluido, así como de la velocidad media lineal a la cual está fluyendo, se determina con el número de Reynolds.

Objetivos   

Obtener el perfil de velocidades a diferentes gastos en la tubería empleando el tubo de pitot Obtener experimentalmente las velocidades puntuales empleando el tubo de pitot Determinar las velocidades puntuales a partir de las velocidades promedio

Material y equipo Material -Vernier -Flexómetro

Equipo -Manómetro de cisterna -Sistema de tuberías y tobera instaladas en la nave 1000

Servicios -Energía eléctrica

Metodología Perfil de velocidades en tubo pitot

Verificar el equipo a utilizar

Calibrar el manómetro de cisterna y verificar temperatura

Conectar las mangueras al tubo de pitot y al manómetro

Determinar el diámetro de la tubería y las posiciones radiales

Iniciar con 45 rev/min

Encender el ventilador y comenzar a tomar las medidas una por una

Verificar que el tubo de pitot se encuentre paralelamente a la tubería.

Registrar las presiones estáticas a diferentes posiciones radiales

Terminar

Repetir con 55, 65,75 y 85 rev/min

Resultados obtenidos Diámetro de tubo: 7.7 cm Presión dinámica: 17 mmH20 22.5°C a 25°C Mediciones h (cm) 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0

Pe 45rev/min (mmH20) 39 46 49 51 51.5 51 49 44 42 39 34 28

Pe 55rev/min (mmH20) 70 76 80 81 81 82 80 73 70 65 55 46

Pe 65rev/min (mmH20) 100 112 117 117 118 116 117 112 103 97 83 70

Pe 75rev/min (mmH20) 137 145 150 156 158 158 156 151 144 133 123 110

Pe 85rev/min (mmH20) 138 145 150 152 155 155.5 150 146 135 125 110 92

Análisis de resultados Los valores de la presión diferencial se midieron con un manómetro de cisterna inclinado, a partir del estuche del manómetro se puede ver que para obtener la presión total se deben de aplicar factores de conversión, el primero para el manómetro de columna es de 0.2 y para el manómetro inclinado se define en un factor de 1.05. Posteriormente se realizó la conversión de milímetros de agua a Pascales para facilitar los cálculos. El valor de la presión atmosférica en Cuautitlán Izcalli el día de la experimentación fue de 614 mmHg y la temperatura se encontró en un intervalo de 22.5°C a 25°C.

Conclusiones Con ayuda del tubo de pitot se lograron conocer las velocidades de un fluido que recorrió una tubería. En este caso el fluido es aire y describió un flujo laminar que al realizar la gráfica muestra un comportamiento que tiene forma de una bala tal como se puede analizar en la teoría y presenta una velocidad máxima en el centro, sin embargo la curva de la bala no es perfecta y esto se debe a que se pudieron incurrir en errores de medición que alteraron el comportamiento del fluido, uno de ellos es la vibración que generaba el ventilador y de igual forma las condiciones de trabajo en las que se notó que la temperatura no era constante y se mantenía en un rango de 22.5 °C y 25 °C. Otro error de medición frecuente en la experimentación fue la lectura de la presión del manómetro inclinado porque este fluctuaba demasiado y no era posible realizar una medida exacta. A nivel grafico se puede observar que la velocidad máxima del fluido se encuentra en el centro y a medida que se llegaba a las paredes del tubo la velocidad puntual iba disminuyendo por que había un choque en el área de contacto, y siendo un flujo laminar por su comportamiento se puede deducir que el número de Reynolds para las mediciones es menor a 2000.

Bibliografía Bird R, Stewart W. E. Lightfoot C. N. Fenómenos de transporte, editorial Reverte, México, (2011) Mc Cab, W. & Smith J.(1997), Operaciones básicas de la ingeniería Química, Séptima edición, Mc Graw Hill. Cibergrafía https://davidrodriguez2206.wordpress.com/tubo-de-pitot/ https://es.slideshare.net/mobile/albeiroo/tubo-de-venturi-y-de-pitot http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/bitstream/handle/123456789/5421/SOTOMAYO R_DENIS_SIMULACION_NUMERICA_INTERCAMBIADOR_CALOR_FLUJO_TR ANSVERSAL_ALETEADO_ANEXOS.pdf?sequence=2