martes, 19 de junio de 2007

Laboratorio # 2

INTRODUCCIÓN

Los instrumentos basados en las propiedades del aire realmente miden presiones, absolutas o diferenciales, que convenientemente calibradas, nos ofrecen traducidas en forma de pies de altura, pies por minuto, o nudos de velocidad. El sistema de pitot y estática es el que se encarga de proporcionar las presiones a medir, y los instrumentos conectados a este sistema son: altímetro, variómetro y anemómetro.

Para su correcto funcionamiento, estos instrumentos necesitan que se les proporcione la presión estática, la presión dinámica, o ambas. Estos dos tipos de presión definen los componentes principales de este sistema: el dispositivo de recogida de presión de impacto (pitot) y sus conducciones, y el dispositivo que recoge la presión estática con sus respectivas conducciones.

En los aeroplanos antiguos, la recogida de ambas presiones se realizaba en un mismo dispositivo (pitot), pero hoy en día lo habitual es que ambas fuentes estén separadas.



OBJETIVO GENERAL:

· Medición de caudal, utilizando un tubo pitot.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

· Observar las diferencias existentes entre la presión estática y total.

· Utilizar el tubo pitot para medir caudal de aire.



FUNDAMENTOS TEÓRICOS

La selección eficaz de un medidor de caudal exige un conocimiento práctico de la tecnología del medidor, además de un profundo conocimiento del proceso y del fluido que se quiere medir .Cuando la medida del caudal se utiliza con el propósito de facturar un consumo, deberá serlo más precisa posible, teniendo en cuenta el valor económico del fluido que pasa a través del medidor, y la legislación obligatoria aplicable en cada caso.

La medida de caudal en conducciones cerradas, consiste en la determinación de la cantidad de masa o volumen que circula por la conducción por unidad de tiempo. Los instrumentos que llevan a cabo la medida de un caudal se denominan, habitualmente, caudalímetros o medidores de caudal, constituyendo una modalidad particular los contadores,

Los cuales integran dispositivos adecuados para medir y justificar el volumen que ha circulado por la conducción. Los medidores de caudal volumétrico pueden determinar el caudal de volumen de fluido de dos formas:

• Directamente, mediante dispositivos de desplazamiento positivo, o

• Indirectamente, mediante dispositivos de: presión diferencial, área variable, velocidad, fuerza, etc.


Principales medidores de presión diferencial:

· placas de orificio.
· Toberas.
· tubos Ventura.
· tubos Pitot.
· tubos Annubar.
· Codos.
· medidores de área variable.
· medidores de placa.

Tubo Pitot:

El tubo de Pitot es quizá la forma más antigua de medir la presión diferencial y también conocer la velocidad de circulación de un fluido en una tubería. Ensu forma más sencilla, un pequeño tubo 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 energía cinética en energía de presión, lo que da lugar a un aumento de presión dentro del tubo de Pitot.


La presión estática es aquella que se registra durante un proceso en régimen, es decir, cuyo valor permanece invariante en el tiempo (constante). Presión dinámica es la presión de impacto o de choque. Se trata de una presión instantánea que normalmente se la asocia a un impacto o choque.

No obstante, la presión dinámica no debe ser omitida en un estudio, pues pese a su carácter instantáneo o de corta duración, puede variar muy bruscamente alcanzando valores inadmisibles (ya sea por exceso o por defecto) para la instalación (normalmente una tubería), y es muy normal que dicha presión sea varias veces superior a la presión estática si no se toman las debidas precauciones.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

1. Se utilizo una maqueta se medidor de tubo pitot existente en el laboratorio.

2. verificamos que los valores del tubo del tubo U estuvieran equilibrados.

3. introducimos el tubo en el canal de medición.

4. encendimos el ventilador.

5. tomamos nota de los manómetros, desde el valor menor hasta mayor referido a la escala central de cada manómetro.

6. observamos la conexión de los manómetros para saber cuando la presión es positiva o negativa.

7. realizamos 18 lecturas sacando el tubo 1cm a la vez. Medimos la posición de la punta de medición total y los orificios de presión estática.

RESULTADOS:

1) Analice ¿como se obtuvo la presión de velocidad o dinámica?

Con el medidor de tubo pitot existente medimos la diferencia entre la presión total y la estática, a medida que va aumentando o disminuyendo porque esta se da al restar ambas presiones.

P(dinámica) = P(estática) – P(total)


2) Tabla con los valores obtenidos, verificando que la presión total es igual a:

P(dinámica) = P(estática) – P(total) .


La presión dinámica de la siguiente tabla fue calculada por la diferencia de presión estática y total de la maqueta del tubo pitot, con la finalidad de obtener la presión total experimental mas adelante en dicha practica.




3) Explique a que se debe el cambio de presión positiva a negativ200a en la toma de presión estática.

Se debe porque al variar el área del tubo Pitot ocurre un aumento de velocidad al igual que el caudal es constante generando así el cambio de signo.


4) Calcule la velocidad en cada punto y el caudal

Desde V1 hasta V5 la velocidad es cero, debido a que la presión estática es mayor a la presión total, siendo ésta negativa por el cambio de signo ocurrido.




Area:





Caudal:

CÁLCULOS DE ERRORES

La presión dinámica fue calculada por la diferencia entre presión total y estática experimental en el laboratorio con la maqueta. Con esa presión verificamos la suma algebraica de presión estática y dinámica (experimentales) para tener la total experimental y así comparar con la medida patrón del manómetro de presión total que obtuvimos en el laboratorio para saber la similitud entre ambas:

P(total) = P(estática) – P(dinámica)




















Para las presiones positivas y negativas.

Error = (Vreal-Vexp)/Vreal


ANÁLISIS DE RESULTADOS

En cuanto a la velocidad a medida que variamos el área al centro del tubo la velocidad aumenta hasta cierto punto, volviendo a disminuir, tendiendo a cero.

Las presiones estáticas antes de cambiar de signo no varia la velocidad, al cambiar el signo comienza el proceso de aumento de la velocidad.

El caudal va disminuyendo a medida que el perímetro va aumentando porque el área se va reduciendo, logrando que el caudal se mantenga constante.

La relación entre la resistencia a ambos efectos depende del material que se trate, pero por lo general la resistencia a la presión dinámica es de 7 a 10 veces mayor que a la presión estática, aunque existen algunos materiales para los cuales esta relación es menor.

La presión experimental con respecto a la presión patrón, coincidió en algunos valores, pero debido a la variación de velocidad y al cambio de signo de la presión estática no hubo presicion de similitud entre valores. Por ende los errores en algunos casos fueron muy grande.



CONCLUSIÓN:

· Tener en cuenta que los Medidores de Flujos son dispositivos, el cual pueden ser utilizado en muchas aplicaciones tecnológicas y aplicaciones de la vida diaria, en donde conociendo su funcionamiento y su principio de operación se puede entender de una manera más clara la forma en que este nos puede ayudar para solventar o solucionar problemas o situaciones con las cuales son comunes.

· Reconocer que con la ayuda de un medidor de flujo se pueden diseñar equipos para aplicaciones específicas o hacerle mejoras a equipos ya construidos y que estén siendo utilizados por empresas, en donde se desee mejorar su capacidad de trabajo utilizando menos consumo de energía, menos espacio físico y en general muchos aspectos que le puedan disminuir pérdidas o gastos excesivos a la empresa en donde estos sean necesarios.

· Cuando un fluido en movimiento es obligado a pararse debido a que se encuentra un objeto estacionario, se genera una presión mayor que la

· Presión de la corriente del fluido. La magnitud de esta presión incrementada se relaciona con la velocidad del fluido en movimiento. El tubo pitot es un tubo hueco puesto de tal forma que los extremos abiertos apuntan directamente a la corriente del fluido.

Recomendaciones

  • Mantener la maqueta de medida de caudal en un área acorde para su buen uso.
  • Calibrar este equipo cada vez que se vaya a usar debido a que es muy variante y esto causaría errores a la hora de medir.
  • Tener mejores escalas de medida; o sea mas precisos para disminuir el error del equipo.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

UNE - EN 5167 - 1: 1996. Medición de caudal de fluidos mediante aparatos de presión diferencial.

Parte 1: diafragmas, toberas y tubos de Venturi intercalados en conducciones en carga de sección
Circular (ISO 5167 - 1 : 1991).

Medida y evaluación de las extracciones de agua subterránea. ITGE
41.

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