Tubo Venturi
El tubo Venturi es un dispositivo de medición de flujo que consta de dos entradas con una boquilla. El fluido pasa por la boquilla, que generalmente se fabrica de una sola pieza fundida. Los elementos principales de un tubo Venturi son:
- Una sección aguas arriba con el mismo diámetro que la tubería. Esta sección incluye un anillo de bronce con aberturas piezométricas para medir la presión estática.
- Una sección cónica convergente.
- Una garganta cilíndrica, también equipada con un anillo piezométrico de bronce.
- Una sección cónica con una divergencia gradual que retorna al diámetro original de la tubería.
Los anillos piezométricos se conectan a ambos extremos de un manómetro diferencial para medir la diferencia de presión. El tamaño de un tubo Venturi se especifica por el diámetro de la tubería en la que se utilizará y el diámetro de la garganta. Por ejemplo, un tubo Venturi 6″x4″ se ajusta a una tubería de 6″ y tiene una garganta de 4″ de diámetro.
Para obtener mediciones precisas, el tubo Venturi debe instalarse con una longitud recta aguas arriba de al menos 10 veces el diámetro de la tubería. Cuando el fluido pasa de la tubería a la garganta, la velocidad aumenta y la presión disminuye. El caudal del fluido, en el caso de un flujo incompresible, se puede determinar a partir de la lectura del manómetro diferencial.
Aplicaciones del Tubo Venturi
El tubo Venturi tiene diversas aplicaciones, incluyendo:
- Medición de caudal en tuberías.
- Sistemas de propulsión.
- Carburadores de motores.
Características Adicionales
- Caída de presión limitada.
- Apropiado para fluidos sucios o ligeramente contaminados.
- Diseño con estrechamiento gradual cónico y salida suave.
Placa Orificio
La placa orificio es un dispositivo de medición de flujo que consiste en una placa perforada instalada en la tubería. El orificio puede ser cilíndrico o prismático y su diseño está normalizado. El borde del orificio está diseñado para que el chorro de fluido no toque la pared a la salida.
El caudal se determina midiendo la diferencia de presión entre la parte anterior y posterior de la placa. Dos tomas de presión conectadas a un manómetro diferencial se utilizan para medir esta diferencia.
Tipos de Placas Orificio
- Concéntricas: El orificio se encuentra en el centro de la placa y se utilizan principalmente para líquidos.
- Excéntricas: El orificio está desplazado del centro y se utilizan para gases. La posición excéntrica ayuda a evitar la acumulación de partículas y mejorar la precisión en la medición.
- Segmentadas: Estas placas tienen un orificio de purga para evitar la acumulación de sólidos o gases en el fluido. Se utilizan en aplicaciones con fluidos que contienen partículas en suspensión.
Los perfiles de orificio más comunes son: de canto vivo, de cuarto de círculo y de entrada cónica.
Ecuación de Bernoulli
La ecuación de Bernoulli es una de las ecuaciones fundamentales en mecánica de fluidos y se utiliza para medir el caudal. Esta ecuación establece que la energía mecánica total de un fluido, que incluye la energía potencial gravitacional, la energía cinética y la energía de presión, se mantiene constante a lo largo de una línea de corriente en un flujo ideal.
Tubo de Pitot
El tubo de Pitot es un instrumento utilizado para medir la velocidad de un fluido en una tubería. Consiste en un pequeño tubo con una entrada orientada en contra del flujo del fluido. La velocidad del fluido en la entrada del tubo se vuelve cero, lo que provoca un aumento de presión dentro del tubo. Esta presión, conocida como presión de estancamiento, se mide y se utiliza para calcular la velocidad del fluido.
Características del Tubo de Pitot
- Mide la velocidad en un punto específico del flujo.
- Caída de presión despreciable.
- Bajo costo.
- Adecuado para tuberías de gran diámetro y gases limpios.
Funcionamiento
El tubo de Pitot mide la presión total del fluido, mientras que una toma de presión estática mide la presión estática. La diferencia entre estas dos presiones, conocida como presión dinámica, es proporcional a la velocidad del fluido. Esta presión diferencial se mide con un manómetro diferencial y se utiliza para calcular la velocidad.
Fórmula y Aplicaciones
La velocidad del fluido se puede calcular utilizando la ecuación de Bernoulli y la diferencia de presión medida. El tubo de Pitot se utiliza en una variedad de aplicaciones, incluyendo la medición de la velocidad del aire en sistemas de ventilación y la determinación del caudal en tuberías.