Problema en el tubo pitot
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Un tubo de Pitot es un dispositivo que se utiliza para medir la velocidad del flujo de fluidos. El tubo de Pitot fue inventado por el ingeniero francés Henri Pitot a principios de los años 18 y modificado por el científico francés Henry Darcy. El tubo de Pitot se utiliza para medir la velocidad del flujo local en un punto determinado de la corriente de flujo y no la velocidad media del flujo en la tubería o conducto, el tubo de Pitot se compone de un tubo de vidrio doblado que se utiliza para determinar la velocidad del aire de un avión, la velocidad del agua de un barco, y para medir la velocidad del flujo de líquido, aire y gas en ciertas aplicaciones industriales. Los tubos de Pitot pueden ser dispositivos muy sencillos, sin piezas móviles, que se utilizan para medir las velocidades de los flujos.
Los tubos de Pitot son un tipo común de caudalímetro de inserción. La animación anterior muestra los fundamentos de un tubo de Pitot, donde se genera una presión en un tubo orientado hacia el flujo, por la velocidad del fluido. Esta presión de «velocidad» se compara con la presión de referencia (o presión estática) en el tubo, y la velocidad puede determinarse aplicando una sencilla ecuación.
Problema resuelto: Medición de la velocidad del aire con un tubo de Pitot
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En dinámica de fluidos, la presión de estancamiento (o presión de Pitot) es la presión estática en un punto de estancamiento en un flujo de fluido[1] En un punto de estancamiento la velocidad del fluido es cero. En un flujo incompresible, la presión de estancamiento es igual a la suma de la presión estática de la corriente libre y la presión dinámica de la corriente libre[2].
no puede utilizarse para la presión dinámica. Para muchos propósitos en el flujo compresible, la entalpía de estancamiento o la temperatura de estancamiento juega un papel similar a la presión de estancamiento en el flujo incompresible. [5]
Ejemplo de tubo de Pitot
Como mostramos en la (Figura), cuando un fluido fluye en un canal más estrecho, su velocidad aumenta. Esto significa que su energía cinética también aumenta. El aumento de la energía cinética proviene del trabajo neto realizado sobre el fluido para empujarlo hacia el interior del canal. Además, si el fluido cambia de posición vertical, la fuerza gravitatoria realiza un trabajo sobre el fluido.
Cuando el canal se estrecha se produce una diferencia de presión. Esta diferencia de presión resulta en una fuerza neta sobre el fluido porque la presión por el área es igual a la fuerza, y esta fuerza neta realiza trabajo. Recordemos el teorema trabajo-energía,
Hay muchos ejemplos comunes de caída de presión en fluidos que se mueven rápidamente. Por ejemplo, las cortinas de las duchas tienen la desagradable costumbre de abombarse dentro de la cabina cuando la ducha está abierta. La razón es que la corriente de agua y aire a gran velocidad crea una región de menor presión dentro de la ducha, mientras que la presión en el otro lado permanece a la presión atmosférica estándar. Esta diferencia de presión da lugar a una fuerza neta que empuja la cortina hacia dentro. Del mismo modo, cuando un coche se cruza con un camión en la carretera, los dos vehículos parecen tirar el uno hacia el otro. La razón es la misma: la alta velocidad del aire entre el coche y el camión crea una región de menor presión entre los vehículos, y éstos se ven empujados por una mayor presión en el exterior ((Figura)). Este efecto se observó ya a mediados del siglo XIX, cuando se comprobó que los trenes que pasaban en direcciones opuestas se inclinaban precariamente el uno hacia el otro.
Problema resuelto basado en el Tubo de Pitot – M1.50 Mecánica de Fluidos
Problema 41Un piezómetro y un tubo de Pitot están conectados a una tubería de agua horizontal de 4 cm de diámetro, y la altura de las columnas de agua se mide en 26 cm en el piezómetro y 35 cm en el tubo de Pitot (ambos medidos desde la superficie superior de la tubería). Determine la velocidad en el centro de la tubería.
SoluciónPaso 1Un piezómetro y un tubo de Pitot se pinchan en una tubería de agua horizontal. Tenemos que determinar la velocidad en el centro de la tubería. En la figura 2 se dan los puntos A y B a lo largo del centro de la tubería. A está directamente debajo del piezómetro y B es la entrada del tubo de Pitot. Donde V2=0 y Z1=Z2. Por la ecuación de Bernoulli entre 2 puntos está dada por.
