Filters for Electromagnetic Compatibility Applications
Mecanica de fluidos exa 1
1. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
“UNIDAD CULHUACAN”
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA E ISISA
LABORATORIO DE INGENIERÍA HIDRÁULICA
Datos particulares:
PRÁCTICA DE TUBO DE ANNUBAR
EQUIPO 6:
● Ortiz Ortiz Carlos Jesus
● Contreras Salgado María Isabel
● Galindo Navarro Cristian
PROFESOR:
ING. JESÚS A. PÉREZ ESPIRIDIÓN
ING. EZEQUIEL A. SANTILLÁN LECHUGA
FECHA:
21/09/21
2. 0920-21-Práctica
REPORTEDE LA PRÁCTICA DETUBO DE ANNUBAR UTILIZANDO EL TÚNEL DE
VIENTO SUBSÓNICO DEL LABORATORIO PESADO DE INGENIERÍA
HIDRÁULICA
I. Objetivo de la práctica
Recolectar y procesar todos los datos que aporta el experimento para
caracterizar el instrumento de medición, examinando su desempeño a través
del análisis de las relaciones de la velocidad medida 𝒗𝒊 en el tubo de Annubar
con el Número de Reynolds (𝒗𝒊, 𝑹𝒆) y con la deflexión 𝒉𝒎 del nivel del líquido
manométrico (Aceite sg=0.787) del tubo en U (𝒗𝒊, 𝒉𝒎), así como de la relación
entre la velocidad medida en el túnel de viento 𝒗 con 𝒗𝒊 (𝒗, 𝒗𝒊).
II. Consideraciones teóricas.
Se clasifican y describen sucintamente los dispositivos más utilizados para la
medida de caudales que circula por una conducción, que en realidad se
basan en la medida de velocidades por las que el fluido circula por una
conducción. En la mayoría de estos instrumentos, el caudal se calcula de
forma indirecta mediante el cálculo directo de la diferencia de presión que se
produce en el mismo. Existen instrumentos que miden la velocidad local en
un punto de la conducción, y equipos que miden la velocidad media a su paso
por una sección:
Tubo de Pitot
Se trata de un dispositivo sumamente simple para medir la presión cinética.
básicamente de dos sondas de presión, una toma cuya superficie se coloca
perpendicular a la dirección de la corriente (justo en el punto donde se desea
conocer la velocidad), y de otra toma de presión con superficie paralela a la
dirección de la corriente. Con la primera toma se mide la presión de impacto,
y con la segunda la presión estática, de forma que la diferencia entre ambas
(medidas con un manómetro diferencial) es la presión cinética. En ésta se
basa el cálculo de la velocidad local en el punto donde se colocó la sonda de
la presión de impacto.
Túnel de Viento
En ingeniería, un túnel de viento o túnel aerodinámico es una herramienta de
investigación desarrollada para ayudar en el estudio de los efectos del
movimiento del aire alrededor de objetos sólidos. Con esta herramienta se
simulan las condiciones que experimentará el objeto de la investigación en
3. una situación real. En un túnel de viento, el objeto o modelo permanece
estacionario mientras se propulsa el paso de aire o gas alrededor de él. Se
utiliza para estudiar los fenómenos que se manifiestan cuando el aire baña
objetos como aviones, naves espaciales, misiles, automóviles, edificios o
puentes.
Los fluidos están presentes en la mayoría de los procesos industriales, ya
sea porque intervienen en forma directa en el proceso de producción o
porque pertenecen a los circuitos secundarios necesarios.
Los medidores de flujo son instrumentos que controlan, miden o registran la
tasa de flujo, el volumen o la masa de un gas o líquido. También es posible
que los conozca como contadores de flujo, indicadores de flujo, medidores
de líquido o sensores de tasa de flujo. Los medidores de flujo aportan un
control y/o monitoreo preciso de lo que pasa por un caño o una tubería,
incluyendo agua, aire, vapor, aceite, gases y otros líquidos. Los medidores
de flujo específicos para una aplicación permiten a los gestores de
instalaciones, contratistas de control, ingenieros consultores y otras partes
interesadas:
Entender y controlar las operaciones de flujo, identificar y mejorar las
eficiencias y abordar los problemas del equipo y el uso irresponsable
Tener acceso a datos precisos, oportunos y fiables y un control esencial para
la calidad del producto, una mayor seguridad de las operaciones, el control
de costos y el cumplimiento de las normas.
III. Descripción de la instalación.
Elabore un diagrama unifilar de la instalación indicando sus partes más
importantes.
IV. Descripción del equipo.
Indicar nombre, cantidad y características técnicas de los componentes del
equipo utilizados
V. Método de operación
Prepare el túnel de viento para su puesta en operación
Conecte el cable de alimentación a la corriente eléctrica y compruebe que el
equipo está energizado.
Introduzca el Tubo de ANNUBAR a la cámara de trabajo y adecue las ramas
de presión de estancamiento y presión estática para conectarlas en las tomas
piezométricas de alta y baja presión del manómetro diferencial tipo Bourdon.
Una vez realizadas las conexiones pertinentes y con la guía de operación en
la mano, el Túnel de Viento se pone en operación activando los controles de
encendido y ajustando a cero el reóstato de control de la velocidad del motor
/ ventilador axial.
4. De esta manera observamos que el medidor de velocidad de manómetro
inclinado del túnel de viento también debe marcar cero.
Atienda en cada punto de lectura los incrementos de velocidad apoyándose
en el medidor de velocidad de tubo inclinado. Ajuste sutilmente la velocidad
y observe que el avance del aceite del medidor en el tubo inclinado se haya
detenido para realizar la lectura de (ps-p1).
En cada punto de lectura registre la diferencia de presiones.
VI. Cuadro de datos
El experimento sediseñó paratomar siete lecturas como seindicaen el cuadro
de datos, tomando a las velocidades de cada punto de lectura como eje de
control del experimento.
● v es la velocidad del aire que está siendo controlada desde el reóstato y
está dada en m/s; podría asumirse que es una velocidad considerada
patrón, porque finalmente es con la que se cotejarán las velocidades
calculadas en cada punto de lectura.
● ps-p1 es la presión diferencial leída en el manómetro diferencial tipo
Bourdon, en Pa.
Datos necesarios:
Temperatura ambiente: 20° C
γ(aire) = 11.81 N/m3
ρ(aire) = 1.204 kg/m3
μ(aire) = 1.81x10-5
Pa.s
ν(aire) = 1.51x10-5
m2
/s
5. VII. Ejemplo de cálculo
Realice los cálculos para todos los puntos de lectura del cuadro de
datos y seleccione uno para integrar su Ejemplo de cálculo. Las
ecuaciones y datos que debe utilizar son:
a) Velocidad medida con el tubo de Annubar (o velocidad
indicada):
𝑣𝑖 = √2𝑔(
𝑝𝑠 − 𝑝1
𝛾
)
𝑣𝑖 es la velocidad calculada a partir de los datos que aportó el Tubo de
Annubar. Se da en m/s
𝑝𝑠 − 𝑝1 es la diferencia de presiones medida en el manómetro
diferencial tipo Bourdon. Se da en Pa;
𝛾 es el peso específico del aire a 20°C.
b) Númerode Reynolds paralavelocidadindicada 𝑣𝑖 (para conocer
el concepto de Radio Hidráulico R, estudie el material 0920-21-CÁLCULO
DE R y D-TÚNEL DE VIENTO):
ÁREA DE FLUJO
A (m2
)
PERÍMETRO
MOJADO PM (m)
RADIO
HIDRÁULICO R (m)
DIÁMETRO
HIDRÁULICO D (m)
0.0892 0.1532 0.07734921 0.3094
6. Sección transversal indicando medidas y ecuaciones para calcular R
𝑅𝑒 =
𝜌𝑣𝑖(4𝑅)
=
𝑣𝑖(4𝑅)
𝜌 es la densidad del aire, en kg/m3
𝑣𝑖 es la velocidad indicada, en m/s
𝑅 es el radio hidráulico, en m.
es la viscosidad dinámica del aire, en Pa.s
es la viscosidad cinemática en m2
/s.
c) Deflexión hm del líquido manométrico (aceite con δm = sg
=0.780):
ℎ𝑚 =
𝑝𝑠 − 𝑝1
𝛾𝑚 − 𝛾
(𝑝𝑠 − 𝑝1) es la diferencia de presiones medida por el manómetro
diferencial tipo Bourdon. Se da en Pa.
7. 𝛾𝑚 es el peso específico del aceite que se utiliza como líquido
manométrico. Se da en m.
Nosotros como equipo hemos elegido el ejemplo de calculo para la
lectura numero 4:
𝑣𝑖 = √2𝑔 (
𝑝𝑠 − 𝑝1
𝑦
)
𝑣𝑖 = √2(9.81) (
180
11.81
) = 17.292
𝑅𝑒 =
𝑝𝑣𝑖(4𝑅)
µ
=
𝑣𝑖(4𝑅)
𝑣
𝑅𝑒 =
17.292(4∗0.07734921)
1.51𝑥10−5
=354323.316
ℎ𝑚 =
180
0.780−11.81
=-16.319
VIII. Cuadro de resultados
lectura vi(m/s) Re hm(m)
1 11.6002423 237687.306 -7.34360834
2 13.4566762 275725.37 -9.88213962
3 15.8384627 324527.835 -13.6899365
4 17.2926203 354323.316 -16.3191296
5 18.3189357 375352.371 -18.3136899
6 19.1611111 392608.426 -20.0362647
7 20.3795484 417574.032 -22.6654578
9. X. Conclusiones
Conclusión General: Como equipo hemos llegado a la conclusión estos datos
obtenidos en el tubo de Annubar o tubo de Pilot de forma practica ( los datos
que se nos dan ) son valores que tenemos que tomar como referencia y asi
verificar que nuestras velocidades si bien no son exactas son lo mas cercanas
posibles , al momento de analizar las graficas se puede observar que entre
mayor es la diferencia de presiones entre Ps y P1 menor será la altura dada en
Hm , lo cual es lo contrario en el numero de Reynolds y la velocidad del fluido
ya que si la diferencia de presiones incrementa significa que estos también lo
harán.
Conclusión Carlos Jesus Ortiz Ortiz :Los resultados obtenidos de manera
teórica si bien no son exactos si se acercan mucho a los obtenidos de forma
práctica y estos podemos ver que son directamente proporcionales a los datos
de la diferencia de presiones que se nos da , lo cual nos puede dar la seguridad
de que los resultados obtenidos son coherentes y coinciden en la grafica.
Conclusión Galindo Navarro Cristian:
Se puede observar que a pesar de que los datos de velocidad aportados por los
cálculos que entregó el Tubo de Annubar se acercan mucho a los datos reales
de la velocidad otorgada por el reóstato, estos no son iguales ya que en la
práctica entran en juego cosas tanto de carácter humano (usar menos dígitos
después del punto decimal) como del mismo tubo, lo que puede afectan la
medición. Así mismo gracias a las tablas y las graficas se observa que a medida
que aumenta la velocidad calculada, el número de Reynolds también aumenta,
sin embargo la deflexión hm disminuye.
Conclusión Contreras Salgado María Isabel:
10. XI. Bibliografía.
https://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/20299/7/tema3_medida
%20de%20caudales.pdf.
https://www.ingenieriaquimicareviews.com/2021/03/tubo-
annubar.html
Mott, R. L. (2006). Mecanica de Fluidos 6/e. Pearson educación.
Mataix, C. (1982). Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas (No. 620.106
M38 2012.). Harla.
Ripoll, A. B., & Sánchez-Pastor, M. P. S. (2005). Fundamentosy Aplicaciones
de la Mecánica de Fluidos. McGraw-Hill.
Gerhart, P. M., Gross, R. J., & Hochstein, J. I. (1995). Fundamentos de
mecánica de fluidos. Addison-Wesley Iberoamericana.
