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Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán LEM-II Previo: “Perfil de velocidades”

Rogelio Jiménez Osorio

Cuenta: 411005825 Grupo: Ingeniería Química

1.-Describa el medidor de tubo de pitot y explique como se usa. El tubo de Pitot es un dispositivo con la capacidad de medir la velocidad de un fluido. Este esta compuesto en un tubo con la entrada orientada a contraflujo. 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. Este tiene unos pequeños orificios en los cuales se mide la presión pasa así determinar la velocidad. 2.-Explique cual es la diferencia entre la velocidad determinada por el tubo de pitot y las obtenidas con los medidores venturi y de orificio. Los tubos de Pitot hacen medidas puntuales, su caída de presión es baja además de su costo bastante accesible sin embargo es recomendado para fluidos limpios, en cambio las otras son mas versátiles además de que efectúan una elocidad media en todo el fluido, y sus caídas de presión deben ser mas controladas. 3.-Explique como se podría obtener la velocidad promedio a partir de los datos obtenidos con el tubo pitot.

El tubo central mide la presión de estancamiento en su punta abierta. Si los cambios de elevación son Insignificantes tenemos la siguiente expresión P3= P + (p v2) / 2 Donde ρ y v son las presión y velocidad del fluido corriente arriba del punto (2) Si la diferencia de elevación entre (1) y (4) es insignificante, entonces P4=P1=P. Al remplazarla en la ecuación anterior y

:

ordenando, se obtiene

V = (2 (P3 – P4 ) / )1/2

4.-Explique cuáles son los manometros que conoce, enuncie sus diferencias y cuales son los criterios para su selección en el caso especifico de ser empleados con el tubo pitot. Los principales son los mecánicos, neumáticos y electromecánicos. Estos elementos se subdividen a su vez en elementos primarios de medida directa, que miden la presión comparándola con la ejercida por un líquido de densidad y alturas conocidas, y los elementos primarios elásticos, que se deforman por la presión interna del fluido que contienen. - Elementos Primarios medida directa: o Barómetro o Manómetro de tubo en U o Manómetro de tubo inclinado o Manómetro de Campana o Manómetro de toro Pendular -Elementos Primarios Elásticos o Tubo de Bourdon o Elemento en Espiral o Helicoidal o Diafragma o Fuelle. Como elementos neumáticos se considerarán los instrumentos transmisores neumáticos, cuyo elemento de medida es de presión adecuado al campo de medida correspondiente. Los elementos electromecánicos de presión están compuestos por un elemento mecánico elástico combinado con un transductor eléctrico que genera la señal eléctrica correspondiente. El elemento mecánico consiste en un tubo de Bourdon, espiral, hélice diafragma, fuelle o una combinación de los mismos que a través de un sistema de palancas convierte la presión en un desplazamiento mecánico de fuerza. Este elemento se clasifican según su funcionamiento en: • Transmisores electrónicos de equilibrio de fuerzas • Resistivos • Magnéticos • Capacitivos • Extensiométricos • Piezoeléctricos

Aunque existen manómetros electromecánicos especializados para estos instrumentos es recomendable utilizar algún diferencial, como puede ser de agua o mercurio aunque también puede utilizar se un manómetro de Bourdon.

5.-Explicar que es el esfuerzo en la pared Es la oposición al transporte del fluido que ejerce la tubería en el mismo. Este cambia de acuerdo al material del que este hecha la tubería a la ves que estos y la distribución d e velocidades son los responsables de esfuerzo cortante. 6.- ¿Cuales son las diferencias entre presión estática y presión dinámica? La presión estática es cualquiera que no es ejercida por el movimiento de un fluido, por ejemplo la presión atmosférica. La presión dinámica es aquella producida por la fuerza que se genera al chocar un fluido con una pared, por lo que deprende de su velocidad y las condiciones de este. En un fluido en reposo esta es de carácter nulo. La presión total de un fluido es la suma de estas. 7.- ¿Por qué se tienen tres ecuaciones de velocidad contra posición radial en régimen turbulento? La distribución de velocidades ejerce una influencia importante sobre los parámetros de flujo lo cual los vuelve difíciles determinarlos. Actualmente no se ha resuelto completamente, sin embargo existen varios modelos semiempíricos que nos dan resultados aceptables en las características de turbulencia. En el flujo turbulento la diferencia entre la velocidad media y la máxima están en función del régimen de circulación. Los torbellinos en el núcleo turbulento cambian en la zona de transición, lo que muestra que el comportamiento del fluido dependerá de su posición. Para esto Von Karman propuso una distribución de las velocidades, las cuales se expresan en las ecuaciones universales de distribución de velocidad. 8.-¿Cual es la diferencia entre el área transversal y el área de impacto o momento? El área transversal es aquella por la que fluye un fluido en el eje “y” cuando un flujo es constante el área transversal y el área de impacto es aquella área del fluido con la que choca el mismo sobre el eje “x”. La velocidad aumenta cuando se reduce el área transversal.

9.- ¿Por qué cuando la velocidad media tiende a infinito, el perfil de velocidades es independiente de la posición radial? Esto se debe a que cuando la velocidad media es muy grande se considera que es la misma a través de todo el tubo, por lo tanto se tiene un perfil de velocidades plano.

Bibliografía Creus Solé Instrumentación industrial Septiva edición Macrocombo España 2005

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