Efecto VenturiDe Wikipedia, la enciclopedia libreSaltar a: navegación, búsqueda

Esquema del efecto Venturi.

El efecto Venturi (también conocido tubo de Venturi) consiste en que un fluido en movimiento dentro de un conducto cerrado disminuye su presión al aumentar la velocidad después de pasar por una zona de sección menor. Si en este punto del conducto se introduce el extremo de otro conducto, se produce una aspiración del fluido que va a pasar al segundo conducto. Este efecto, demostrado en 1797, recibe su nombre del físico italiano Giovanni Battista Venturi (1746-1822).

El efecto Venturi se explica por el Principio de Bernoulli y el principio de continuidad de masa. Si el caudal de un fluido es constante pero la sección disminuye, necesariamente la velocidad aumenta tras atravesar esta sección. Por el teorema de la conservación de la energía mecánica, si la energía cinética aumenta, la energía determinada por el valor de la presión disminuye forzosamente.

[editar] Aplicaciones del efecto Venturi

Hidráulica : La depresión generada en un estrechamiento al aumentar la velocidad del fluido, se utiliza frecuentemente para la fabricación de máquinas que proporcionan aditivos en una conducción hidráulica. Es muy frecuente la utilización de este efecto "Venturi" en los mezcladores del tipo Z para añadir espumógeno en una conducción de agua para la extinción.

Aeronáutica : Aunque el efecto Venturi se utiliza frecuentemente para explicar la sustentación producida en alas de aviones el efecto Venturi por sí solo no es suficiente para explicar la sustentación aérea. En la sustentación intervienen además el principio de Bernoulli en virtud del cual el aire adquiere mayor velocidad al pasar por la región más convexa del ala de un avión. La tercera ley de Newton está también involucrada en este principio. Además, se utiliza este tubo para proveer succión a los instrumentos que trabajan con vacío, (Coordinador de giro, Horizonte artificial, etc.) en los aviones que no están provistos de bombas mecánicas de vacío.

Airsoft : Las réplicas usadas en éste juego suelen incluir un sistema llamado HopUp que provoca que el balín sea proyectado realizando un efecto circular, lo que aumenta el alcance efectivo de la réplica.

Motor : el carburador aspira el carburante por efecto Venturi, mezclándolo con el aire (fluido del conducto principal), al pasar por un estrangulamiento.

Hogar: En los equipos ozonificadores de agua, se utiliza un pequeño tubo Venturi para efectuar una succión del ozono que se produce en un depósito de vidrio, y así mezclarlo con el flujo de agua que va saliendo del equipo con la idea de destruir las posibles bacterias patógenas y de desactivar los virus y otros microorganismos que no son sensibles a la desinfección con cloro.

Tubos de Venturi: Medida de velocidad de fluidos en conducciones y aceleración de fluidos.

Acuarofilia: En las tomas de bombas de agua o filtros, el efecto Venturi se utiliza para la inyección de aire y/o CO2.

Neumática : Para aplicaciones de ventosas y eyectores.

Cardiología : El efecto Venturi se utiliza para explicar la regurgitación mitral que se puede dar en la miocardiopatía hipertrófica, y que es causa de muerte súbita en deportistas. La explicación es que el movimiento sistólico anterior (MSA) que realiza la valva anterior de la válvula mitral, se produce porque la hipertrofia septal y el estrechamiento del tracto de salida provocan una corriente de alta velocidad sobre la v. mitral, que debido al efecto Venturi, succiona el extremo de la valva anterior contra el septo, que impide la salida de sangre, por lo que regurgita hacia la aurícula izquierda.

Neumología : El efecto Venturi se utiliza en máscaras para la administración de concentraciones exactas de oxígeno, para controlar la FiO2, se denominan máscaras de Venturi o Ventimask. El oxígeno al 100% suministrado durante cierto periodo de tiempo es tóxico, por lo que se mezcla con aire externo cuya concentración de oxígeno es del 21%, de modo que en función de la cantidad de aire que se mezcle con el oxígeno al 100% la concentración de oxígeno será mayor o menor, normalmente se suministra entre un 26%-50%. El oxígeno puro al pasar por el conducto con un calibre menor, se produce el efecto Venturi, se genera una presión negativa que permite la entrada del aire procedente del exterior a través de unos orificios circundantes, dependiendo del tamaño de los orificios, entra más o menos aire y por tanto menor o mayor concetración de oxígeno que finalmente el paciente recibirá.

Odontología : el sistema de aspiración de saliva en los equipos dentales antiguos utilizaban tubos finos Venturi. Ahora la aspiración está motorizada.

[editar] Tubo de Venturi

Un tubo de Venturi es un dispositivo inicialmente diseñado para medir la velocidad de un fluido aprovechando el efecto Venturi. Sin embargo, algunos se utilizan para acelerar la velocidad de un fluido obligándole a atravesar un tubo estrecho en forma de cono. Estos modelos se utilizan en numerosos dispositivos en los que la velocidad de un fluido es importante y constituyen la base de aparatos como el carburador.

La aplicación clásica de medida de velocidad de un fluido consiste en un tubo formado por dos secciones cónicas unidas por un tubo estrecho en el que el fluido se desplaza consecuentemente a mayor velocidad. La presión en el tubo Venturi puede medirse por un tubo vertical en forma de U conectando la región ancha y la canalización estrecha. La diferencia de alturas del líquido en el tubo en U permite medir la presión en ambos puntos y consecuentemente la velocidad.

Cuando se utiliza un tubo de Venturi hay que tener en cuenta un fenómeno que se denomina cavitación. Este fenómeno ocurre si la presión en alguna sección del tubo es menor que la presión de vapor del fluido. Para este tipo particular de tubo, el riesgo de cavitación se encuentra en la garganta del mismo, ya que aquí, al ser mínima el área y máxima la velocidad, la presión es la menor que se puede encontrar en el tubo. Cuando ocurre la cavitación, se generan burbujas localmente, que se trasladan a lo largo del tubo. Si estas burbujas llegan a zonas de presión más elevada, pueden colapsar produciendo así picos de presión local con el riesgo potencial de dañar la pared del tubo.

Tubo PitotDe Wikipedia, la enciclopedia libre(Redirigido desde «Tubo de Pitot»)Saltar a: navegación, búsqueda

Diagrama del sistema pitot estático. Incluye el tubo pitot, los instrumentos pitot estáticos y las tomas de presión estática y dinámica.

Tipos de tubos de Pitot.

Uso de los tubos de Pitot en aviación para medir la velocidad de desplazamiento del avión con relación a la masa de aire circundante.

El tubo de Pitot se utiliza para calcular la presión total, también denominada presión de estancamiento, presión remanente o presión de remanso (suma de la presión estática y de la presión dinámica).

Lo inventó el ingeniero francés Henri Pitot en 1732.1 Lo modificó Henry Darcy, en 1858.2 Se utiliza mucho para medir la velocidad del viento en aparatos aéreos y para cuantificar las velocidades de aire y gases en aplicaciones industriales.

Mide la velocidad en un punto dado de la corriente de flujo, no la media de la velocidad del viento.3

Contenido

[ocultar]

1 Teoría de funcionamiento 2 Referencias 3 Véase también 4 Enlaces externos

[editar] Teoría de funcionamiento

En el sitio ❶ del esquema adjunto, embocadura del tubo, se forma un punto de estancamiento. Ahí la velocidad (v1) es nula, y la presión, según la ecuación de Bernoulli, aumenta hasta:

Por lo tanto:

Siendo:

P0 y v0 = presión y velocidad de la corriente imperturbada.

Pt = presión total o de estancamiento.

Aplicando la misma ecuación entre las secciones ❶ y ❷, considerando que v1 = v2 = 0, se tiene:

Anemómetro tipo Pitot con veleta.

Siendo:

y2 - y1 = L (lectura en el tubo piezométrico)

Luego:

Ésta es la denominada expresión de Pitot.

Rotámetro:. Instrumento utilizado para medir caudales, tanto de líquidos como de gases que trabajan con un salto de presión constante. Se basan en la medición del desplazamiento vertical de un “elemento sensible”, cuya posición de equilibrio depende del caudal circulante que conduce simultáneamente a un cambio en el área del orificio de pasaje del fluido, de tal modo que la diferencia de presiones que actúan sobre el elemento móvil permanece prácticamente constante.

Contenido

[ocultar]

1 Principio de funcionamiento 2 Formas del flotador 3 Tipos de rotámetro y aplicaciones

o 3.1 Rotámetro de purga o 3.2 Rotámetro de vidrio

o 3.3 Rotámetro By-pass o 3.4 Transductores eléctricos o 3.5 Transmisores neumáticos o 3.6 Usos

4 Veáse también 5 Fuentes

Principio de funcionamiento

Su operación está basada en el principio de área variable, donde el flujo del fluido actua sobre un flotador en un tubo delgado, incrementando el área de paso del fluido.Ante un aumento del flujo, la altura del flotador es incrementada, siendo directamente proporcional al flujo.El flotador se mueve de forma vertical en el tubo en proporción, al flujo del fluido y al área entre el flotador y las paredes del tubo, alcanzado una posición de equilibrio entre la fuerza ejercida por el fluido y la fuerza gravitacional.Para satisfacer el equilibrio de fuerzas, el flotador del rotámetro asume distintas posiciones para cada flujo del fluido.El rotámetro es muy popular porque tiene una escala lineal, un gran rango de medición y una baja caída depresión, es simple de instalar y mantener, puede ser construido con diversos materiales dependiendo del rango de presiones y temperaturas en la cual va a trabajar. El tubo puede ser de vidrio y el flotador de acero inoxidable para favorecer la resistencia a la corrosión. La escala del rotámetro puede ser calibrada para una lectura directa del flujo del líquido o aire.

Formas del flotador

Los flotadores pueden tener varios perfiles de construcción:

Esférico: para bajos caudales y poca precisión, con una influencia considerable de la viscosidad del fluido.

Cilíndrico con borde plano: para caudales medios y elevados con una influencia media de la viscosidad del fluido.

Cilíndrico con borde saliente: de cara inclinada contra el flujo con menor influencia de la viscosidad que, por sus características de caudal, puede compararse a una tobera

Cilíndrico con boteras salientes: contra el flujo y con la mínima influencia de la viscosidad del fluido, que por su funcionamiento, puede compararse a una placa-orificio o diafragma.

Tipos de rotámetro y aplicaciones

Según su aplicación, los rotámetros se pueden clasificar en rotámetros de purga, de indicación directa con indicación magnética y transmisión neumática y electrónica.

Rotámetro de purga

Se utilizan para caudales pequeños, en sus aplicaciones se destaca la purga hidráulica de sellos mecánicos en bombas, la medición por burbujeo, la purga de elementos de presión diferencial entre algunas.

Rotámetro de vidrio

Adoptan distintas disposiciones como: llevar placas laterales, sellamiento con ventanas de cristal para observar el tubo, disponen de armaduría de seguridad y de anti-hielo con gel de sílice para evitar la humedad, entre algunas cosas.

Rotámetro By-pass

Es un medidor de caudal de fluido, por lo tanto no de la presión diferencial, la escala de medida de este rotámetro es lineal y no de raíz cuadrada como se podría suponer siendo el elemento de medida un diafragma.

Transductores eléctricos

Se acoplan a rotámetros y pueden ser de varios tipos:

Potenciométrico : Consiste en una varilla que sigue magnéticamente el movimiento del flotador dentro de un tubo y que mueve el brazo de un potenciómetro. El sistema presenta la desventaja del envejecimiento y desgaste característicos del potenciómetro.

Puente de impedancias:

Consiste en un mecanismo de indicación actuado magnéticamente, un transformador diferencial de núcleo móvil y un convertidor. Al variar el caudal, un imán montado en el flotador o en la varilla de extensión del mismo hace girar un mecanismo magnético de posición formado por una hélice de hierro dispuesta en un cilindro de aluminio. Una leva de forma característica gira con el conjunto y se introduce dentro del arrollamiento activo de un transformador diferencial.

Transmisores neumáticos

Acoplados al rotámetro consisten en una leva que sigue el movimiento del flotador de manera magnética y esta entre 2 toberas neumáticas.(tobera forma parte de transmisor de equilibrio).

Usos

Rotámetro de área variable para líquidos y gases:Miden e Indican Caudal Instantáneo. Se utilizan para Controlar el rendimiento de Bombas, así como Procesos de Mezcla o de Dosificación Volumétrica contínua (en línea), cuando los flujos deben mantenerse constantemente dentro de límites precisos. Son muy solicitados por su razonable costo,

sencillez operativa, bajo mantenimiento, larga duración y enorme robustez. Se puede adecuar el diseño, si lo requiere, de manera que su caudal mínimo y máximo determinan los extremos de la Escala de Lectura .

Rotametro metalico para bajos caudales para liquidos y gases: Mide e indica caudal instantáneo. Construído con tubo de medición metálico en lugar de vidrio es el medidor A/V (Área Variable) confiable y exacto para bajos caudales, apto para altas presiones y fluídos agresivos o difíciles de manejar. Es muy utilizado para dosificar aditivos o ingredientes costosos en especialidades químicas, farmacéuticas, cosméticas, alimenticias, así como en Investigación y Desarrollo. Indicador acoplado magnéticamente con escalas intercambiables. Reed switch hermético (opcional) con novedoso doble sensor provee alarma sin afectar performance.

Rotámetro metálico para liquidos, gases y vapor, grandes caudales:Mide e indica caudal instantáneo. Construido con tubo de medición metálico en lugar de vidrio puede manejar un muy amplio rango de caudales con gran exactitud (2%) a pesar de elevadas temperaturas y presiones en zonas explosivas. mínima caída de presión interna, no requiere contra presión, y dispone amortiguación para eliminar rebotes no deseados del flotante. indicador acoplado magnéticamente. Mismo largo en todos los tamaños facilita la sustitución. múltiples opciones de comunicación permiten integrarlo en sistemas de control existentes.

Rotámetro en Plástico:Los medidores/detectores de caudal se intercalan en un tramo vertical de la tubería donde el liquido suba,y permiten visualizar el caudal por el desplazamiento de un pequeño flotador sobre una escala graduada. Es uno de los sistemas mas económicos además de preciso para medir en pequeños diámetros. Se les puede incorporar un interruptor que actúa al alcanzar el caudal un nivel prefijado.

Rotámetro en acrilico:Los medidores/detectores de caudal pensados para instalar directamente en paneles de control se intercalan en un tramo vertical de la tubería donde el liquido suba, y permiten visualizar el caudal por el desplazamiento de un pequeño flotador sobre una escala graduada. Es uno de los sistemas mas económicos además de preciso para medir en pequeños diámetros.