Investigacion Hidráulica(Sifon,Tubo de Venturiy de Pitot)

8/16/2019 Investigacion Hidráulica(Sifon,Tubo de Venturiy de Pitot)

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TRABAJO:

INVESTIGACIÓN

NOMBRE DE LA ALUMNO(A):

TREJO CHI EDUARDO GPE

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CAMPECHE

INGENIERÍA CIVIL.

UNIDAD 3

SAN FRANCISCO DE CAMP, CAMP,

MATERIA: HIDRÁULICA BASICA

GRUPO: VV4

FECHA: 28 DE ABRIL DEL 2016

ÍNDIC


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INTRODUCCIÓN.............................................................................................. 3

SIFÓN............................................................................................................. 4

TUBO DE VENTURI..........................................................................................7

TUBO DE PITOT.............................................................................................14

CONCLUSIÓN................................................................................................18

BIBLIOGRAFÍA...............................................................................................19

INTRODUCCIÓN

En el recorrido de un canal, pueden presentarse diversos accidentes y obstáculos como

son: Depresiones del terreno, Quebradas secas, Fallas, Cursos del agua, necesidad de

cruzar vías de comunicación (carreteras, vías !rreas u otro canal"# $a solución mediante

estructuras %idráulicas es: &cueductos, 'ión, Diues# En el caso del cruce de un canal


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con una vía de comunicación dependerá de la importancia de la vía de comunicación

como del tama)o del canal, para elegir si es preerible pasar el canal encima de la vía o

por deba*o de ella, en el primer caso la solución será un acueducto, en el segundo caso

se optara por un sión invertido o un conducto cubierto por esta razón %emos decidido

igual analizar el tubo de +enturi y el tubo de pitot porue asen de la %idráulica un caso

importante en todo lo ue es canales#

SIFÓN

n sión es un dispositivo %idráulico ue se utiliza para trasvasar un líuido de un

recipiente a otro# Consiste simplemente en un tubo en orma de invertida, en la ue

una de las ramas es más larga ue la otra# Queremos trasvasar agua entre dos depósitos

(vasos", uno más alto ue el otro, %asta ue se igualen los niveles de agua# El problema

ue se nos presenta es ue necesitamos ue el agua ascienda#


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Cómo unciona

-ara preparar un sión primero %ay ue llenarlo o cebarlo# na vez ue el mismo está

cebado la presión atmos!rica act.a en ambos e/tremos# $a pata más larga, el e/tremo

inerior, tiene un mayor peso, lo ue causa ue la gravedad drene el líuido y mantenga

la presión# En este punto, no %ay ue %acer nada más# $a gravedad continuará *alando

del líuido a trav!s del sión %asta ue algo se rompa causando cavitación o %asta ue

la salida se iguale al nivel del contenedor#

'i el tubo está inicialmente lleno, el líuido comienza a luir# El movimiento del líuido

se describe por la ecuación de 0ernoulli:

p+1

2 ρv

2+ ρgy=constante

1ediante esta ecuación es posible determinar la velocidad de salida del líuido en el

e/tremo libre del tubo, así como la presión en cualuier punto de su interior#

'i le damos la vuelta al sión y llenamos completamente de agua (o de luido a

trasvasar", tapamos los e/tremos, y los introducimos en cada uno de los recipientes#


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Comprobamos ue el agua luye de un recipiente a otro, %asta ue se igualan las alturas

de los depósitos# 2Qu! %a sucedido3

Como sabemos los puntos a la misma altura tienen igual presión %idrostática# Estamos

comunicando dos depósitos de distinta presión por lo ue circulará del de mayor

presión al de menor, %asta ue el nivel de los luidos se iguale#

Este dispositivo se usa en los inodoros de nuestra casa, para evitar ue los malos olores

de las tuberías de desag4e salgan al e/terior# En este caso lleva un doble sión puesto en

%orizontal

Cuando vaciamos la cisterna, se llena la primera curva del tubo y la segunda act.a

como un sión, vaciando la primera %asta ue el nivel de agua ba*a y entra algo de aire

(presión atmos!rica"# En este momento, el sión de*a de uncionar y retrocede el agua

ue está en la parte ascendente entre las dos eses, llenando la primera curva del tubo y

aislando el desag4e de los gases de la ca)ería# 'i pusi!semos un tubo vertical, los malos

olores ascenderían ya ue no van a encontrar agua ue los rene#


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TUBO DE VENTURI


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El 5ubo de +enturi ue creado por el ísico e inventor italiano 6iovanni 0attista +enturi

(7#89 ; 7#


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tubería corta recta del mismo diámetro ue la tubería a la cual va unida# El cono de

entrada, ue orma el ángulo a7, conduce por una curva suave a la garganta de diámetro

d7# n largo cono divergente, ue tiene un ángulo a=, restaura la presión y %ace

e/pansionar el luido al pleno diámetro de la tubería# El diámetro de la garganta varía

desde un tercio a tres cuartos del diámetro de la tubería#

$a presión ue precede al cono de entrada se transmite a trav!s de m.ltiples aberturas a

una abertura anular llamada anillo piezom!trico# De modo análogo, la presión en la

garganta se transmite a otro anillo piezom!trico# na sola línea de presión sale de cada

anillo y se conecta con un manómetro o registrador# En algunos dise)os los anillos

piezom!tricos se sustituyen por sencillas uniones de presión ue conducen a la tubería

de entrada y a la garganta#

$a principal venta*a del +!nturi estriba en ue sólo pierde un 7@ A =@B de la dierencia

de presión entre la entrada y la garganta# Esto se consigue por el cono divergente ue

desacelera la corriente#


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Es importante conocer la relación ue e/iste entre los distintos diámetros ue tiene el

tubo, ya ue dependiendo de los mismos es ue se va a obtener la presión deseada a la

entrada y a la salida del mismo para ue pueda cumplir la unción para la cual está

construido#

Esta relación de diámetros y distancias es la base para realizar los cálculos para

la construcción de un 5ubo de +enturi y con los conocimientos del caudal ue se desee

pasar por !l#

Deduciendo se puede decir ue un 5ubo de +enturi típico consta, como ya se di*o

anteriormente, de una admisión cilíndrica, un cono convergente, una garganta y un cono

divergente# $a entrada convergente tiene un ángulo incluido de alrededor de =7, y el

cono divergente de 8 a su eliminación no tendrá eecto sobre el coeiciente de

descarga# $a presión se detecta a trav!s de una serie de agu*eros en la admisión y la

garganta> estos agu*eros conducen a una cámara angular, y las dos cámaras están

conectadas a un sensor de dierencial de presión#

$a tabla muestra los coeicientes de descarga para los 5ubos +!nturi, seg.n lo establece

la &merican 'ociety o 1ec%anical Engineers# $os coeicientes de descarga ue se

salgan de los límites tabulados deben determinarse por medio de calibraciones por

separado#

Coeicientes &'1E para tubos +enturi

# Funcionamiento de un tubo de venturi

En el 5ubo de +enturi el lu*o desde la tubería principal en la sección 7 se %ace acelerar

a trav!s de la sección angosta llamada garganta, donde disminuye la presión del luido#


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Despu!s se e/pande el lu*o a trav!s de la porción divergente al mismo diámetro ue la

tubería principal# En la pared de la tubería en la sección 7 y en la pared de la garganta, a

la cual llamaremos sección =, se encuentran ubicados ramiicadores de presión# Estos

ramiicadores de presión se encuentran unidos a los dos lados de un manómetro

dierencial de tal orma ue la dele/ión % es una indicación de la dierencia de presión

p7 ; p=# -or supuesto, pueden utilizarse otros tipos de medidores de presión dierencial#

$a ecuación de la energía y la ecuación de continuidad pueden utilizarse para derivar la

relación a trav!s de la cual podemos calcular la velocidad del lu*o# tilizando las

secciones 7 y = en la ormula = como puntos de reerencia, podemos escribir las

siguientes ecuaciones:

7

Q &7v7 &=v= =

Estas ecuaciones son válidas solamente para luidos incomprensibles, en el caso de los

líuidos# -ara el lu*o de gases, debemos dar especial atención a la variación del peso

especíico g con la presión# $a reducción algebraica de las ecuaciones 7 y = es como

sigue:

-ero # -or consiguiente tenemos,


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("

'e pueden llevar a cabo dos simpliicaciones en este momento# -rimero, la dierencia de

elevación (z7Az=" es muy peue)a, aun cuando el medidor se encuentre instalado en

orma vertical# -or lo tanto, se desprecia este termino# 'egundo, el termino %l es la

perdida de la energía del luido conorme este corre de la sección 7 a la sección =#

El valor %l debe determinarse en orma e/perimental# -ero es más conveniente

modiicar la ecuación (" eliminando %7 e introduciendo un coeiciente de descarga C:

(9"

$a ecuación (9" puede utilizarse para calcular la velocidad de lu*o en la garganta del

medidor# 'in embargo, usualmente se desea calcular la velocidad de lu*o del volumen#

-uesto ue , tenemos:

("

El valor del coeiciente C depende del n.mero de Geynolds del lu*o y de

la geometría real del medidor# $a igura = muestra una curva típica de C versus n.mero

de Geynolds en la tubería principal#


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$a reerencia recomienda ue C @#H


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$a reerencia , y H proporcionan inormación e/tensa sobre la selección adecuada y

la aplicación de los 5ubos de +enturi#

$a ecuación (79A" se utiliza para la bouilla de lu*o y para el oriicio, así como

tambi!n para el 5ubo de +enturi#

#

TUBO DE PITOT

n tubo de -itot es un instrumento de medición de la presión se utiliza para medir la

velocidad del lu*o de luido# El tubo de -itot ue inventado por el ingeniero ranc!s

?enri -itot en el siglo 7< y ue modiicada a su orma moderna en el siglo 7H por el

cientíico ranc!s ?enry Darcy# Es ampliamente utilizado para determinar la velocidad

de una aeronave y para medir velocidades de aire y gas en las aplicaciones industriales#


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El tubo de -itot se utiliza para medir la velocidad local en un punto dado en la corriente

de lu*o y no a la velocidad media en la tubería o conducto#

5eoría de uncionamiento

El tubo de -itot básica consiste en un tubo apuntando directamente en el lu*o de luido#

Como este tubo contiene luido, una presión se puede medir> el luido en movimiento es

llevado a descansar ya ue no %ay salida para permitir el lu*o de continuar# Esta presión

es la presión de estancamiento del luido, tambi!n conocida como la presión total o la

presión del tubo de -itot#

$a presión de estancamiento medido en sí no puede ser utilizado para determinar la

velocidad del luido# 'in embargo, la ecuación de 0ernoulli airma:

-resión de estancamiento presión estática presión dinámica

Que tambi!n puede ser escrita

'olución ue para la velocidad se obtiene:

IJ5&: $a ecuación anterior sólo se aplica a los luidos ue pueden ser tratados como

incompresible# $os líuidos son tratados como incompresible ba*o casi todas las


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condiciones# $os gases, en determinadas condiciones se puede apro/imar como

incompresible# +er compresibilidad#

donde:

es la velocidad del luido>

es estancamiento o presión total>

es la presión estática>

y es la densidad del luido#

El valor de la caída de presión A o debido a la lectura en el manómetro:

Dónde:

es la densidad del luido en el manómetro

es la lectura del manómetro

$a presión dinámica, a continuación, es la dierencia entre la presión de estancamiento y

la presión estática# $a presión estática se mide generalmente por medio de los puertos

estáticos en el lado del usela*e# $a presión dinámica se determina a continuación,

utilizando un diaragma en el interior de un contenedor cerrado# 'i el aire en un lado de


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la membrana est! a la presión estática, y el otro a la presión de estancamiento, a

continuación, la dele/ión de la membrana es proporcional a la presión dinámica, ue

luego se puede utilizar para determinar la velocidad indicada de la aeronave# $a

disposición de diaragma está contenido típicamente dentro del indicador de velocidad,

ue convierte la presión dinámica a una velocidad de lectura por medio de palancas

mecánicas#

En lugar de -itot separada y puertos estáticos, un tubo de pitotAestática puede ser

empleado, ue tiene un segundo tubo coa/ial con el tubo de pitot con los oriicios en los

lados, uera del lu*o de aire directo, para medir la presión estática#

Jperación

5ubos de -itot en los aviones suelen tener elementos de caleacción llamados pitot calor

para evitar ue el tubo se obstruya con %ielo# El racaso de estos sistemas puede tener

consecuencias catastróicas, como en el caso de $neas &reas &ustral vuelo =, el

vuelo @7 0irgenair, Iort%Kest &irlines +uelo =7, el vuelo @ &eroper y de una LA

7# $os ranceses seguridad a!rea autoridad 0E& di*o ue la ormación de %ielo del

tubo pitot ue un actor en el accidente de &ir France vuelo 998 de gran altura en el

Jc!ano &tlántico#

&plicaciones industriales

En la industria, las velocidades ue se miden a menudo son los ue luyen en conductos

y tubos donde las mediciones por un anemómetro serían diíciles de obtener# En estos

tipos de mediciones, el instrumento más práctico utilizar es el tubo de -itot# El tubo de

-itot se puede insertar a trav!s de un peue)o agu*ero en el conducto con el tubo de

-itot conectado a un medidor de agua de tubo en o alg.n otro indicador de presión

dierencial para la determinación de la velocidad en el interior del t.nel de viento


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canalizado# n uso de esta t!cnica es para determinar el volumen de aire ue se está

entregando a un espacio acondicionado#

$a tasa de lu*o de luido en un conducto a continuación, puede estimarse a partir de:

Caudales Caudal de aire de velocidad área del conducto +elocidad área del

conducto

En la aviación, la velocidad se mide en nudos#

CONCLUSIÓN

C! "#$% &!'"#$&(%)&*! "#+","-# /" " %/" % %)%,%, %(/!%# "

%# /%# /" $"!%-# %)",)% " # &","!$"# $&+# " $/'",&%#

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BIBLIOGRAFÍA

0olinaga, Muan# N1ecánica elemental de los luidosN# Fundación -olar#

Nniversidad Católica &ndr!sN# Caracas, 7HH=#

Enciclopedia 'alvat, Ciencia y 5ecnología# 5omo 7= y 79# 'albat Editores, '# -rimera

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Edición# 0arcelona, 7H9##

%ttp:OOKKK#isica#uson#m/OmanualesOluidoselectroOluidoselectroAlab@#pd

&utor: Moanna Fuentes Emilio 0errizbeitia

niversidad 6ran 1ariscal de &yacuc%o, Cumaná

Estado 'ucre# +enezuela
http://www.viajeros.com/hoteles/barcelona_espana.htmhttp://www.viajeros.com/hoteles/barcelona_espana.htmhttp://www.fisica.uson.mx/manuales/fluidoselectro/fluidoselectro-lab05.pdfhttp://www.viajeros.com/hoteles/barcelona_espana.htmhttp://www.fisica.uson.mx/manuales/fluidoselectro/fluidoselectro-lab05.pdf

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