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Tubo de Pitot
Breve descripción
El tubo de Pitot es un instrumento de medición de presión utilizado para determinar la velocidad del flujo de un fluido. Funciona convirtiendo la energía cinética de un fluido en movimiento en energía de presión, permitiendo calcular la velocidad en corrientes líquidas o gaseosas.
Uso / Función
- Uso principal: Medición de la velocidad del flujo en fluidos (tuberías, canales) y velocidad del aire en aviación y túneles de viento.
- Usos secundarios: Monitoreo de caudales de gas industrial e investigación hidráulica.
- Escala: Desde aparatos de laboratorio domésticos hasta sistemas industriales y aviación.
Principio de funcionamiento
- Punto de remanso: El extremo abierto orientado hacia el flujo del fluido crea un punto de estancamiento donde la velocidad se reduce a cero.
- Presión dinámica: La presión total equivale a la presión estática más la presión dinámica ($\frac{1}{2} \rho v^2$).
- Medición diferencial: La presión estática se mide mediante orificios laterales perpendiculares al flujo.
- Cálculo de velocidad: La diferencia entre la presión total de remanso y la presión estática permite determinar la velocidad del fluido aplicando el principio de Bernoulli.
Cómo crearlo
- Conformado del tubo: Doblar un tubo rígido en forma de L utilizando Cobre o Vidrio.
- Apertura de impacto: Asegurar que la apertura frontal quede limpia y perfectamente alineada con la corriente del fluido.
- Puertos estáticos: Realizar pequeños orificios laterales perpendiculares al cuerpo principal del tubo para la toma de presión estática.
- Conexión al manómetro: Conectar los extremos del tubo de impacto y del tubo estático a un manómetro en U con líquido (agua o aceite).
- Calibración: Calibrar las diferencias de altura de columna de líquido ($\Delta h$) frente a velocidades de flujo conocidas.
Materiales necesarios
- Tubos: Cobre, Latón o Vidrio.
- Líquido indicador: Agua, aceite o mercurio para el manómetro conectado.
- Conexiones: Mangueras flexibles de goma o plástico.
Variantes y mejoras
- Tubo de Pitot simple: Tubo único que mide la presión total en comparación con la ambiental.
- Tubo Pitot-Estático (Tubo de Prandtl): Integra tomas de presión estática directamente en un tubo exterior concéntrico.
- Transductor de presión electrónico: Sustituye el manómetro de líquido por sensores de presión diferencial electrónicos.
Límites y riesgos
- Obstrucción: Las pequeñas aberturas se pueden obstruir fácilmente con partículas o hielo presente en el fluido.
- Sensibilidad de alineación: Debe estar alineado con precisión con la dirección del flujo; la desalineación causa errores de medición.
- Limitación a bajas velocidades: Menor precisión a velocidades de fluido extremadamente bajas donde la presión diferencial es mínima.