Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Unidad Ticomán

Dinámica de Fluidos

Practica No. 2

“Medición de Presión Total, Presión Estática y Presión Dinámica”

Alumnos:

Joaquín Crisóstomo Cesar Isay Juárez Ramírez Manuel Armando Juárez Torres Miguel Ángel Lara Robles José Pablo

Grupo: 4AM2

Fecha: 24 – Septiembre – 2015

DESARROLLO

Al inicio y final de la práctica se tomaron valores, con los siguientes datos para poder obtener la densidad del aire en el laboratorio llenando la siguiente tabla, ya que con esos datos seria calculada:

Iniciales Finales Promedio

Temperatura Ambiente 18°C 19°C 18.5°C

Presión Barométrica 578.7 mm de Hg 578.7 mm de Hg 578.7 mm de Hg

Humedad Relativa 90% 90% 90%

Una vez concluido eso se procedió a realizar los cálculos de la densidad del aire del laboratorio:

1-

Pcorr=578.7mmHg [ 1+0.00001841° C

(18 °C )

1+0.00018181°C

(18 °C) ]Pcorr=577mmHg

2-

t=95

(18 ° C )+32=65.3° F

Ps=2.685+3.537×10−3(65.32.245)

Ps=44.67lbfpie 2

43.38lb fpie2 211.75

kg fm2

44.67lbfpie2 x

X=218.06kg fm2

3-

Pv=0.90(218.06kg fm2 )

Pv=196.25kg fm2

4-

P z=577mmHg=7852.95kg fm2

ρ z=7852.95

kgfm2 −0.3779(196.25

kg fm2 )

9.81ms2

.29 .256m° K

.291 .5 ° K

ρ z=0.0929UTM

m3 = 0.9116kgmm2

MEDICION DE PRESION TOTAL, ESTATICA Y DINAMICA A LO LARGO DE LA UN DUCTO DE SECCION TRANSVERSAL CONSTANTE

Se colocó una sección transversal constante, en otras palabras una de forma plana, el realizar el experimento se obtuvieron los siguientes datos y con ellos se pudo completar la siguiente tabla:

POSICION

PRESION

TOTAL N

m2

PRESION

ESTATICA N

m2

PRESION DINAMICA (CALCULADA) N

m2

PRESION DINAMICA

(LEIDA) N

m2

VELOCIDAD DEL VIENTO

(q LEIDA) ms

A 15 5 20 24 6.5890

B 15 5 20 24 6.5890

C 15 5 20 25 6.5890

D 15 5 20 25 6.5890

E 14 5 19 25 6.4222

F 13 5 18 25 6.2509

MEDICION DE PRESION TOTAL, ESTATICA Y DINAMICA A LO LARGO DE LA UN DUCTO DE SECCION TRANSVERSAL VARIABLE

Se colocó una sección transversal variable, en otras palabras una de forma ascendente o forma de triángulo sólido, el realizar el experimento se obtuvieron los siguientes datos y con ellos se pudo completar la siguiente tabla:

POSICION AREA m2

PRESION

TOTAL N

m2

PRESION ESTATICA N

m2

PRESION DINAMICA (CALCULADA

) N

m2

PRESION DINAMICA

(LEIDA) N

m2

VELOCIDAD DEL VIENTO

(q LEIDA) ms

A 0.020 40 12 24 23 7.0659

B 0.019 40 11 24 24 7.2179

C 0.018 40 10 30 25 7.3667

D 0.017 40 9 31 26 7.5126

E 0.016 40 7 33 27 7.6557

F 0.015 40 5 35 28 7.7962

Por último se hizo una comparación de resultados teóricos con experimentales, obteniendo los siguientes resultados:

POSICION A B C D E F

Velocidad experimental (final de la columna anterior)

7.0659 7.2179 7.3667 7.5126 7.6557 7.7962

Velocidad teórica (se obtiene ecuación de continuidad)

0.1557 0.1507 0.1452 0.1394 0.1354 0.1307

PREGUNTAS

1- Explique a que se deben las diferencias entre los resultados teóricos y los experimentales

Las diferencias entre los resultados teóricos y experimentales se deben a diversos factores que a nivel ingeniería son vitales para el diseño, continuación se mencionaran algunos de los más importantes:

Incertidumbre de medición. Ya que los instrumentos no entregan un dato exacto sino una aproximación de la verdadera provoca que los datos medidos se vean afectados a los cálculos.

Calibración. Debido a que nuestros instrumentos de medición no llevan un mantenimiento adecuado y hace que en las mediciones no se tenga una medición 100% aproximada.

Condiciones Ambientales. Otro factor importante porque en la ecuación de continuidad consideramos condiciones ideales tales como la temperatura, la fricción del aire, la constante de los gases, etc, ya que en ellos no aplica al 100% en los cálculos y solo la un resultado aproximado.

2- ¿Cuál es la ventaja de trabajar con un manómetro inclinado con respecto a uno vertical?

Los manómetros inclinados, entre más grande sea su inclinación hacia el eje de las “x”, este nos da una media más exacta, así mismo también depende el tipo o área que se quiere estudiar ya que esto también influye el manómetro que se va a utilizar, por ejemplo si quiere uno mayor exactitud en una área pequeña conviene trabajar más con un manómetro inclinado

3- Explique por qué la escala de velocidad del manómetro diferencial utilizado en los experimentos no se puede utilizar directamente ¿Qué correcciones y por qué se deben de efectuar a esta escala?

La lectura no se puede tomar directamente del manómetro debido a que sería muy inexacta, puesto que la velocidad depende de la presión dinámica y de la densidad y a su vez estas variables cambian respecto a la temperatura. Así mismo en la práctica solo se colocó el tubo Pitot en una posición específica y al ser el perfil de velocidad del fluido no constante la velocidad varia. Se puede hacer un ajuste con una constante. Después de despejar la velocidad de la ecuación de Bernoulli y agregar esta constante de corrección se tiene:

4- Un tubo Pitot que indica una presión dinámica igual a 8,820N

m2 ¿Cuál es la

velocidad de Flujo en Kmh

?

5- Un tubo Pitot que incluye orificios para presión estática como el que se usó en los experimentos se llama tubo Pitot estático, pero ¿Qué sucede si la toma de presión estática se separa del tubo y se coloca en otro punto de la corriente de fluido? Al realizar el cálculo de la velocidad ¿Qué velocidad tenemos? ¿La velocidad en donde se encuentra el tubo Pitot (es decir la toma de presión total) o la velocidad en donde se encuentra la presión estática? Explique y fundamente su respuesta

Mediante la observación de este modelo de tubo Pitot la presión estática medida representada en el punto A no se alteraría al ser desplazada en un plano (recto), más bien se alteraría al modificar el ángulo de ataque de la toma de presión estática

con las líneas de flujo y abandonen su perpendicularidad.

Al medir la velocidad obtendremos la velocidad en el punto donde se toma la presión estática ya que la toma de presión total se encuentra con un ángulo de ataque de 90° con respecto al flujo de fluido.

CONCLUSIONES

JOAQUIN CRISOSTOMO CESAR ISAY

El tubo Pitot sirvió para calcular la presión dinámica, estática y total del fluido. Para medir la Presión de impacto, se colocó una toma de las sondas de presión en orientación perpendicular a la dirección de la corriente (justo en el punto donde se desea conocer la velocidad, ya que en algunas ocasiones la velocidad no es la misma en cualquier lugar).

En la medición de la presión estática se colocó en otra toma de presión con dirección paralela a la dirección de la corriente. Ya obtenidas estos dos valores, mediante un manómetro diferencial, la diferencia es la Presión Cinética. Una gran deficiencia del tubo Pitot es que las diferencias de presiones de las mencionadas anteriormente son muy pequeñas provocando que el manómetro no tenga una resolución adecuada en su lectura. Para poder compensarlo se calco con base en la presión dinámica y la densidad del aire en las condiciones del laboratorio para calcular la velocidad del flujo en el túnel del tiempo.

JUAREZ RAMIREZ MANUEL ARMANDO

Con esta práctica se pudo observar cómo va cambiando la velocidad y/o las presiones, dependiendo el tipo de sección transversal, en la primera sección pude concluir que como nada se opone al movimiento del fluido, este es constante en sus valores en todos sus puntos, debido a que no tiene oposición alguna y el fluido puede moverse de manera constante.

En la siguiente sección se puede observar que la presión es constante ya que esta, se observa que nunca cambia, así mismo las otras presiones, la estática y dinámica, van reduciendo o aumentando respectivamente, debido a que este ahora si impide el paso del flujo, el cual esto hace que el flujo no sea continuo y por lo cual la velocidad en esta sección cambia dependiendo el punto analizado. Gracias a esta práctica se pudo observar cómo va afectar el área a el movimiento de nuestro flujo.

JUÁREZ TORRES MIGUEL ANGEL

Mediante esta práctica se pudo comprobar la existencia de una presión dinámica, una presión estática y una presión total. Estas presiones variaron para el experimento 2 en comparación con el experimento uno en el cual la base del tubo de viento era constante, este fenómeno de variación de presiones fue causado por los diferentes perfiles de velocidad los cuales eran modificados por el área transversal en cada punto, esta área fue disminuyendo por lo cual el tubo Pitot tomaba el flujo de aire en un punto más cercano al punto máximo de velocidad del perfil, esto genero variaciones en las lecturas de presión del tubo Pitot.

Así mismo en esta práctica pude aprender el uso que se le da a los tubos de viento, al tubo Pitot y al manómetro inclinado.

LARA ROBLES JOSE PABLO