diciembre 4, 2020

Tubo de Pitot, ¿Qué es y cómo elegir el mejor?

El tubo de pitot, también conocido como sonda pitot, es una medición de flujo de dispositivo utilizado para medir fluido velocidad de flujo. El tubo de Pitot fue inventado por el ingeniero francés Henri Pitot a principios del siglo XVIII y fue modificado a su forma moderna a mediados del siglo XIX por el científico francés Henry Darcy. Se usa ampliamente para determinar la velocidad de un avión, la velocidad del agua de una embarcación, y para medir las velocidades de flujo de líquidos, aire y gas en ciertas aplicaciones industriales.

Aunque el tubo de Pitot es uno de los sensores de flujo más simples, se utiliza en una amplia gama de aplicaciones de medición de flujo, como la velocidad del aire en autos de carrera y aviones de combate de la Fuerza Aérea. En aplicaciones industriales, los tubos de Pitot se utilizan para medir el flujo de aire en tuberías, conductos y pilas, y el flujo de líquido en tuberías, vertederos y canales abiertos.

Si bien la precisión y la capacidad de rango son relativamente bajas, los tubos de Pitot son simples, confiables, económicos y adecuados para una variedad de condiciones ambientales, incluidas temperaturas extremadamente altas y una amplia gama de presiones.

El tubo de Pitot es una alternativa económica a una placa de orificio. La precisión varía de 0.5% a 5% FS, que es comparable a la de un orificio. Su capacidad de flujo de 3:1, y algunos operan a 4:1, también es similar a la capacidad de la placa de orificio. La principal diferencia es que, mientras un orificio mide el flujo total, el tubo de Pitot detecta la velocidad del flujo en un solo punto del flujo. Una ventaja de la sonda pitot delgada es que se puede insertar en tuberías existentes y presurizadas, llamadas hot-tapping, sin requerir un apagado.

A continuación hablaremos sobre el tubo de pitot, sus usos y demás detalles que lo hacen un instrumento indispensable en el mundo del laboratorio, como el Tubo Capilar. ¡Acompáñanos!

tubo de pitot

¿Qué es un Tubo de Pitot?

El tubo de Pitot es un dispositivo mecánico que se utiliza para medir la velocidad del flujo en cualquier punto de una tubería o un canal. Fue inventado por el ingeniero francés Henri Pitot y modificado por el científico francés Henry Darcy. El tubo de Pitot funciona en un principio básico de mecánica de fluidos y es decir, si un fluido deja de fluir, toda su energía cinética se convierte en energía de presión. Nos ayuda a medir esa energía de presión del fluido detenido.

¿Para qué se usa un Tubo de Pitot?

Básicamente, se usa en experimentos de túnel de viento y en aviones para medir la velocidad del flujo. Es un tubo delgado que tiene dos agujeros. El orificio frontal se coloca en la corriente de aire para medir lo que se llama presión de estancamiento. El orificio lateral mide la presión estática. Al medir la diferencia entre estas presiones, obtienes la presión dinámica, que se puede usar para calcular la velocidad del aire. En un avión, el tubo de Pitot se puede montar de varias maneras, incluso sobresaliendo del borde del ala o sobresaliendo del fuselaje.

El tubo real en la aeronave mide alrededor de 10 pulgadas de largo con un diámetro de 1/2 pulgada. Se taladran varios agujeros pequeños alrededor del exterior del tubo y se perfora un agujero central en el eje del tubo. Los orificios exteriores están conectados a un lado de un dispositivo llamado transductor de presión. El orificio central del tubo se mantiene separado de los orificios externos y está conectado al otro lado del transductor.

El transductor mide la diferencia de presión en los dos grupos de tubos midiendo la tensión en un elemento delgado utilizando un medidor electrónico de tensión. El tubo de Pitot está montado en la aeronave de modo que el tubo central siempre apunte en la dirección de desplazamiento y los agujeros exteriores sean perpendiculares al tubo central.

¿Cómo funciona el Tubo de Pitot?

Los tubos de Pitot fueron inventados para medir el flujo de líquido o la velocidad del aire. Básicamente, un medidor de flujo de presión diferencial (d / p), un tubo de Pitot mide dos presiones: la presión estática y la presión de impacto total. La presión estática es la presión de funcionamiento en la tubería, el conducto o el medio ambiente, aguas arriba del tubo de Pitot.

Se mide en ángulo recto con la dirección del flujo, preferiblemente en una ubicación de baja turbulencia. La presión de impacto total (PT) es la suma de las presiones estática y cinética y se detecta a medida que la corriente que fluye impacta en la abertura del pitot. Para medir la presión de impacto, la mayoría de los tubos de Pitot usan un tubo pequeño, a veces en forma de L, con la abertura directamente frente a la corriente de flujo que se aproxima.

tubo de pitot ventajas

La velocidad de aproximación (VP) puede calcularse tomando la raíz cuadrada de la diferencia entre la presión total (PT) y la presión estática (P) y multiplicándola por la relación C / D, donde C es una constante dimensional y D es densidad.

Cuando el caudal se obtiene multiplicando la velocidad del punto (VP) por el área de la sección transversal de la tubería o conducto, es crítico que la medición de la velocidad se realice a una profundidad de inserción que corresponda a la velocidad promedio. A medida que aumenta la velocidad del flujo, el perfil de velocidad en la tubería cambia de alargado a más plano. Esto cambia el punto de velocidad promedio y requiere un ajuste de la profundidad de inserción.

Tipos de tubo de pitot

  • Tubo de pitot simple
  • Fuente estática
  • Tubo Pitot-static

Aplicaciones del Tubo de Pitot

Se utiliza para medir la velocidad de un avión, la velocidad de un barco, flujos de fluidos en diferentes industrias. También se utiliza donde no se requiere una precisión muy alta y para medir el perfil de flujo en un conducto o canal.

Ventajas del Tubo de Pitot

  • Es fácil y económico instalar y quitar
  • No tiene partes móviles que ayudan a minimizar las pérdidas por fricción.
  • Es de tamaño pequeño
  • Es de bajo costo
  • Causa muy poca pérdida de presión.

Limitaciones del Tubo de Pitot

  • Cualquier material extraño en flujo puede cambiar la lectura precisa.
  • Su precisión no es tan buena
  • Tiene baja capacidad de rango
  • Tiene baja sensibilidad
  • Funciona mejor en flujo de alta velocidad.
  • Un cambio en el perfil de velocidad puede causar cambios significativos en las lecturas
  • No se puede usar con fluidos sucios.
  • Su sensibilidad se ve perturbada por la dirección del flujo.

Teoría de la operación

El tubo de Pitot básico consiste en un tubo que apunta directamente al flujo de fluido. Como este tubo contiene líquido, se puede medir la presión; el fluido en movimiento se detiene ya que no hay salida para permitir que el flujo continúe. Esta presión es la presión de estancamiento del fluido, también conocida como presión total o (particularmente en la aviación) la presión de Pitot. La presión de estancamiento medida no se puede usar para determinar la velocidad de flujo del fluido.

tubo de pitot usos

Tubo de Pitot y los aviones

Un sistema pitot estático es un sistema de instrumentos sensibles a la presión que se usa con mayor frecuencia en la aviación para determinar la velocidad de una aeronave, el número de Mach, la altitud y la tendencia de la altitud. Un sistema pitot-estático generalmente consiste en un tubo pitot, un puerto estático y los instrumentos pitot-estáticos.

Los errores en las lecturas del sistema estático de pitot pueden ser extremadamente peligrosos ya que la información obtenida del sistema estático de Pitot, como la velocidad del aire, es potencialmente crítica para la seguridad.

Usos industriales de los Tubos de Pitot

En la industria, las velocidades de flujo que se miden son a menudo las que fluyen en conductos y tuberías donde las mediciones con un anemómetro serían difíciles de obtener. En este tipo de mediciones, el instrumento más práctico para usar es el tubo de Pitot.

El tubo de Pitot se puede insertar a través de un pequeño orificio en el conducto con el Pitot conectado a un medidor de agua de tubo en u o algún otro medidor de presión diferencial para determinar la velocidad del flujo dentro del túnel de viento canalizado.

Un uso de esta técnica es determinar el volumen de aire que se entrega a un espacio acondicionado.

¿Por qué un tubo de pitot es importante para medir el aire?

Los aviones tienen una determinada envolvente operativa, y es peligroso volar a una velocidad demasiado baja porque puede detenerse, y también es peligroso volar a una velocidad demasiado alta debido a razones estructurales.

Instalación del Tubo de Pitot

Los tubos de Pitot se pueden usar como sensores de flujo instalados permanentemente o como dispositivos portátiles de monitoreo que proporcionan datos periódicos. Las unidades de acero al carbono o de acero inoxidable instaladas permanentemente pueden operar a presiones de hasta 1400 PSIG. Y se insertan en la tubería a través de conexiones bridadas o atornilladas. Su instalación generalmente ocurre antes de la puesta en marcha de la planta, pero pueden conectarse a un proceso operativo.

tubo de pitot en aviones

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