TRABAJO EXPERIMENTAL Nº 4
Capitulo: DINÁMICA DE FLUIDOS
Tema: TUBO DE PITOT
1. OBJETIVOS:
Determinar experimentalmente la densidad del aire, utilizando el Tubo de Prandtl (tubo de Pitot)
2. MARCO TEÓRICO:
2.1. DENSIDAD DEL AIRE:
La densidad de cualquier sustancia, sea sólida, líquida o gaseosa, expresa la cantidad de masa del mismo por unidad de volumen, ygeneralmente se representa por la letra griega rho (?). Si se comprime, una misma masa de gas ocupará menos volumen, o el mismo volumen albergará mayor cantidad de gas. Este hecho se conoce en física como la ley de Boyle: “a temperatura constante los volúmenes ocupados por un gas son inversamente proporcionales a las presiones a las que esta sometida”. A partir de esta ley y de la definición dela densidad, se deduce que la densidad aumenta o disminuye en reacción directa con la presión.Por otra parte se conoce que si se aplica calor a n cuerpo este modifica sus dimensiones, es decir, se dilata, por tanto ocupa mayor volumen, para el caso de los gases este hecho es evidente y en física se conoce como la ley de dilatación de los gases de Gay – Lussac: “La dilatación de los gases esfunción de la temperatura e independiente de la naturaleza de los mismos”. Entonces, la densidad del aire cambia en proporción inversa a la temperatura. Considerando la definición de la densidad y la ley combinatoria de gases y aplicando para dos condiciones diferentes como por ejemplo: a condiciones normales y las condiciones en Oruro obtenemos:
(7.1)Donde:
?o = Densidad del aire en condiciones normales = 1.293 [ Kg./m ]
?OR = Densidad del aire en Oruro
Po = Presión Atmosférica en condiciones normales = 760 [ mmHg ]
POR = Presión Atmosférica en Oruro = 494 [ mmHg ]
To = Temperatura absoluta en condiciones normales
TOR = Temperatura absoluta en Oruro
2.2. TEOREMA DE BERNOULLI:
En 1738, Daniel Bernoulli, demostró que encualquier corriente que fluye estacionariamente sin ficción la energía total contenida en una masa dada es la misma en todos los puntos de su trayectoria de flujo. Esta relación se puede expresar como:
(7.2)
Y se llama ecuación de Bernoulli
2,3. TUBO DE PITOT:
Es un tubo acodado, en forma de L, con ambos extremos abiertos se utilizó inicialmente para medir la velocidad del agua en los ríos,pero también es posible medir los fluidos que estén moviéndose en tuberías, es decir gases o líquidos. Cuando el tubo se introduce frontalmente contra la corriente de un líquido, esta entra por extremo sumergido, hasta alcanzar una altura h por encima del nivel de la corriente entonces se estable una condición de equilibrio y la cantidad de líquido en el tubo permanece si cambio En estascondiciones es posible obtener la velocidad del líquido en el nivel del extremo sumergido, siendo:
2.2.1. ANEMÓMETRO DE PRESIÓN HIDRODINÁMICA:
Cuando el viento impacta sobre una superficie, en ella se produce una presión adicional que depende de esa velocidad, si esta presión se capta adecuadamente, y se conduce a un instrumento medidor, tendremos un anemómetro de presión. Para capturar esta presiónse utiliza el llamado tubo de Pitot, que no es más que un tubo de suficiente diámetro en U con uno de sus extremos doblado y colocado de frente al viento y el otro abierto al exterior pero protegido de la acción de esta. En la parte en forma de U se graba una escala y dentro se coloca un líquido coloreado. La diferencia de presión entre los extremos del tubo de Pitot hará que la columna líquida sedesplace de un lado, la diferencia de altura será proporcional a la velocidad del viento incidente en la boca del tubo y servirá como indicador de esta.
Si el fluido es un gas, se debe incorporar a este equipo un manómetro para medir el desnivel h. El tubo manométrico abierto, se conecta al tubo por el interior del cual circula el gas. La presión de la rama izquierda del manómetro cuya…
