UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN

CAMPO 1

NOMBRE: Gutiérrez Mata Ana Gabriela

No. Cuenta: 40707385-4

Carrera: Ingeniería Química

Asignatura: Laboratorio Experimental Multidisciplinario II

Tema: Cuestionario Previo 1 (Perfil de Velocidades)

13 de Febrero del 2008

1. Describa el medidor de tubo de Pitot y explíque como se usa.

El medidor de tubo de Pitot es uno de los métodos más exactos y durables para medir la velocidad de los fluidos. El medidor de tubo de Pitot consiste en un tubo de vidrio o aguja hipodérmica curvada en un ángulo recto para medir la velocidad v en un canal abierto.

La abertura del tubo se dirige hacia aguas arriba de tal manera que el fluido fluye hacia la abertura hasta que la presión en el tubo alcanza valores suficientemente altos como para frenar el impacto de la velocidad contra él. La línea de corriente que pasa por el punto 1 llega al punto 2 donde este fenómeno se conoce como punto de estancamiento, indicando que el fluido se encuentra en reposo y también se divide y circula alrededor del tubo.Para utilizar el tubo de Pitot, es importante aplicar la ecuación de Bernoulli, ya que está aplicada entre los puntos de estancamiento.

ν21

2g+P 1γ

=P2γ

=h o+Δh

La ecuación reducida es:

ν=√2gΔh2. Explique cual es la diferencia entre la velocidad

determinada por el tubo de Pitot y las obtenidas como los medidores venturi y de orificio.

Se debe tener en cuenta que los medidores de orificio de tubo de Pitot y el tubo de Venturi miden la velocidad media determinada de toda la corriente del fluido, pero el tubo de Pitot mide solamente la velocidad en

un punto, es decir en donde se encuentre el fluido, ya que varía a través de la sección de la tubería.Las diferencias y desventajas es que el tubo de Pitot no da directamente la veocidad media, y sus lecturas para gases son muy pequeñas, por lo tanto es importante utilizar un manómetro multiplicador.

3. Explique como se podría obtener la velocidad promedio a partir de los datos obtenidos como el tubo de Pitot.

Existen procedimientos de las cuales se puede obtener velocidad promedio tomando como base la velocidad media.

Establecer el tubo perfectamente centrado al eje de la tubería, para obtener con mayor facilidad la velocidad media, sin olvidar que el dato importante es la velocidad máxima.El otro procedimiento consiste en efectuar medidas en un cierto número de rangos o localizaciones conocidas de la sección transversal de la tubería y calcular la velocidad media de toda la sección

4. Explique cuales son los manómetros que conoce, enuncie sus diferencias y cuales son los criterios para su selección en el caso específico de ser empleados con el tubo de Pitot.

Este tipo de manómetro es utilizado para medir la diferencia entre las presiones de 2 fluidos; es el patrón base para la medición de pequeñas diferencias de presión. Algunos ejemplos son: tubo de U abierto, tubo en U diferencial, tubo de U diferencial invertido o cerrado y el barómetro de mercurio.

Se pueden clasificar en:

MANÓMETROS DE COLUMNANombre Descripción

Manómetro de tintero

Tiene un diámetro manómetro muy pequeño. Normalmente se produce un pequeño desnivel en el depósito no oscila de manera apreciable, con el manómetro de la presión. Para dar lectura a la presión diferencial o manométrica pueden efectuarse directamente con la escala de la rama manómetro. Los barómetros de mercurio se hacen generalmente del tipo de tintero.

Manómetro de tubo en U

Si cada rama del manómetro se conecta a distintas fuentes de presión y disminuirá en la siguiente rama.Una de las grandes diferencias, es

que su función es basada en las presiones aplicadas y del peso específico del líquido.

Manómetro de tubo inclinado

Su principal uso es para medir diferenciales de presión muy pequeñas. Se usa para presiones manométricas inferiores a 250 mm de columna de agua. La rama larga de un manómetro de tintero se inclina con respecto a la vertical para alargar la escala. Tienen una aproximación del orden de 1mm en la columna de agua.

TIPOS DE MANOMETROS

Abierto

Capaz de medir presiones manométricas. Aunada a una superficie atmosférica. Los criterios de selección que maneja son:

Trazar un bosquejo del manómetro a una escala aproximadaTomar un punto respecto al fluido en que se expresan las unidadesPartiendo de la superficie atmosférica del manómetro, numerar en orden los niveles de contacto de fluidos de diferentes pesos específicosCuando se usa en tubo de Pitot, se debe tomar a partir de la carga de presión atmosférica, sumando o restando las cargas de presión considerando el fluido.

Diferenciales Sin una superficie atmosférica; solo puede medir diferencia de presiones. Los criterios de selección que maneja son:

Puntos estratégicos, indicados por los niveles de contacto de los fluidosEn tubo de Pitot, se mide a partir de la carga de presión, indicados por los niveles de contacto de los fluidos.

El manómetro de Bourdon en un tubo de sección elíptica que forma un anillo semi completo y cerrado por un extremo. El material que se emplea es acero inoxidable, aleación de cobre o hastelloy. Su funcionamiento se puede explicar de la

Bourdon siguiente forma: al aumentar la presión en el interior del tubo, tiende a enderezarse y el movimiento es transmitido a la aguja indicadora, por un sector dentado y un piñón. Normalmente es tomada en cuenta la ley de la deformación de un tubo bourdon, que es bastante compleja, pero ha sido determinada empíricamente debido a observaciones y a distinto ensayos.

5. Explicar cual es el esfuerzo en la pared.

El esfuerzo en la pared está relacionado con la pliegue o surco de las paredes que se encuentran en la tubería, al estar en funcionamiento las tuberías efectúan un rozamiento entre las partículas del fluido y las paredes, donde está presente una fuerza que se resiste al flujo, donde es presente la fricción entre el fluido y las paredes de las tuberías.

6. ¿Cuáles son las diferencias entre la presión estática y la presión dinámica?

El tubo de Pitot mide la presión de estancamiento, la cual también se conoce como la presión total, donde está compuesta por dos partes, la presión estática ho y la presión dinámica ∆h. Entonces la diferencia es que la presión dinámica es la diferencia entre la presión de impacto o choque pues se relaciona con la cabeza de velocidades mediante la ecuación:

v21

2g= v2

2 g=Δh

Y la presión estática se obtiene de con un manómetro diferencial, definiéndose como la presión que tiene un fluido despreciando si este está en movimiento o en reposo.Donde:

Pd=PT−PSPD Presión DinámicaPT Presión Total o de impactoPS Presión estática

7. ¿Por qué se tienen tres ecuaciones de velocidad contra posición radial en régimen turbulento?

Ecuación de velocidadSe tienen presentes tres ecuaciones de velocidad contra posición radial en régimen turbulento, esto se debe a que existe una repartición de velocidades en el flujo que está presente dentro de las tuberías.

Flujo laminar a baja velocidad Las ecuaciones se originan al dividir el flujo turbulento en 3 regiones establecidas en la posición radial definida

Flujo turbulento a alta velocidadFlujo seleccionado a muy alta

velocidad( v→∞ )

8. ¿Cuál es la diferencia entre el área transversal y el área de impacto o momento?

El área transversal, es la que está retenida a alas fuerzas de torsión o corte, donde el arrastre y la sustentación se define como las componentes de fuerza paralela y normal, respectivamente, ejercidas sobre un cuerpo por el flujo en movimiento a la velocidad relativa de aproximación. El área de impacto o de corte es la que sujeta o detiene a las fuerzas de compresión

9. ¿Por qué cuando la velocidad media tiende a infinito, el perfil de velocidades es independiente de la posición radial?

Esto se debe a la tendencia hacia el flujo seccionado aumenta con el aumento de la velocidad promedio para un sistema dado, se nota que con el aumento de velocidad la punta de la parábola se achata, de

manera que cuando ( v→∞ ) el perfil de velocidades s parece ser el limite del flujo seccionado.

BIBLIOGAFÍA

Streeter, Victor L. "Mécanica de Fluidos", Ed. Mc Graw Hill, 9a. Edición, Colombia 2000, pp 131, 316-317, 457- 461

Mc. Cabe“Operaciones Básicas de Ingeniería Química” Mc Graw Hill, 4ta edición, 1994 pp 222 – 237

Bird R., Stewart W. E., Lightfoot E. N., Fenómenos de Transporte, Editorial Reverté, México, (2001).

http://www.monografias.com/trabajos15/manometros/ manometros.shtml