Objetivo: Conocer prácticamente diferentes instrumentos y métodos de medición de la velocidad del viento Equipo y material utilizado. Anemómetro de copas. Anemómetro diferencial. Anemómetro de turbina. Carril de 50 cm. Tubo pitot. Carro soporte. Tobera de 150 mm. Consideraciones teóricas. Para la realización de la práctica empleamos instrumentos de medición para medir la velocidad del viento, los cuales presentan errores de lectura, que tienen que ser corregidos por medio Tubo pitot. Se sabe que la presión total es la suma de la presión estática con la presión dinámica, como resultado obtenemos: √ En donde q= PT-PE. Al utilizar el tubo pitot se debe corregir el valor de la presión dinámica (q) debido a que la toma de presión estática detecta alteraciones en el flujo producidas por el vástago (error de vástago) y por la punta del tubo (error de punta). Anemómetro diferencial. Mide la velocidad del viento detectando diferencia de presiones, indicándola en una escala mediante una aguja Vc=VL+ (0.01 * VL *(29.92-PB)) DONDE: VC= Velocidad corregida en VL=Velocidad leída en . PB=Presión barométrica in hg. . Anemómetro de copas. Este anemómetro esta constituido por objetos en forma de copa. El propósito de usar copas es el producir que estas giren alrededor de un eje cuando el viento incide por el lado cóncavo, mismo que SANCHEZ TORRES CARLOS ALBERTO 5AM1 Lecturas iniciales y finales.5 °C ambiente Presión 590. Desarrollo de la práctica.9°C 590.7°C 590.7 °C = 69. Li= lectura inicial dada en m. T=tiempo dado en s.ofrece una mayor resistencia aerodinámica que el lado convexo. INICIALES Temperatura 20.5 mmHg Barométrica Humedad 80% Relativa FINALES 20.7 mmHg 80% Calculo de la presión barométrica corregida: [ ( ( ) ] ) Transformación de la temperatura a °F: 20. En la parte inferior de las copas tiene una caratula la cual indica una medida en unidades de distancia (metros x 100).9mmHg 80% PROMEDIO 20. su uso principalmente es el determinar la velocidad del viento atmosférico.26 °F Aplicando formula directa ( ) SANCHEZ TORRES CARLOS ALBERTO 5AM1 . Densidad del aire dentro del laboratorio. Calculo de la densidad del aire. Vc= ( ) Donde: Vc= velocidad del anemómetro de copas dada en Lf= lectura final dada en m. Calculo de la presión de vapor ( La temperatura a grados Kelvin Por lo tanto ) Se convierte la presión barométrica de mmHg en Kg/m2 Utilización del tubo pitot.9988. SANCHEZ TORRES CARLOS ALBERTO 5AM1 .1 obtenemos que el error Ev=. D=5 mm.6% Error total: Et=El+Ep=. Calculo de los cocientes: Lv= Lp = = 19. Lp= 15 mm. Determinación del factor de corrección para la escala de velocidades del manómetro diferencial.48-.48% =3 De la gráfica 1. Determinación de coeficientes lp y lv.2 obtenemos que el error Ep= -. Determinación del error total en la presión dinámica y su corrección.6 de la gráfica 1. Dimensiones a utilizar: Lv= 98 mm.6=-.0012=.12%. La presión dinámica que se lee en el manómetro se representa con qleída La presión dinámica corregida se representa con qcorr y es igual a : qcorr= qleída +Et(qleída) = qcorr= qleída(1+Et) donde 1+Et= 1-. 8588 4.8 5.9 3.0012 SANCHEZ TORRES CARLOS ALBERTO 5AM1 .8564 4. registrando los resultados en la siguiente tabla: Distancia desde la salida de la tobera (cm) 0 10 20 30 VLeída Vρcorr(m/s) V real (m/s) 3. Corrección por error en la presión dinámica. La velocidad VᵨCORR se debe corregir finalmente por la presión dinámica debido al error de punta y vástago.4948 3. Corrección de velocidades con respecto a la densidad del aire ( ) con respecto a las condiciones estándar al nivel del mar ( ).1342 4. atornillando un carril con 6 posiciones a la tobera y sujetándolo del otro extremo al soporte del manómetro diferencial.1 6.5129 4. La velocidad leída directamente del manómetro se debe corregir con la siguiente ecuación: VᵨCORR=Vleída√ se obtiene la velocidad corregida. Utilizando la tobera de 150 mm de diámetro. = -.4927 3.6=-.5 6.5398 Ejemplo: Tenemos que calcular la V corr Tomamos como valores de las densidades respectivas la corregida y la del nivel del mar.1298 4.48-. VREAL=VᵨCORR √( ) Medición de la velocidad del flujo libre a diversas distancias de la salida de una tobera de 150 mm de diámetro utilizando un tubo pitot. Colocar la perilla del potenciómetro de regulación de revoluciones del ventilador al máximo y efectuar mediciones de velocidad en flujo libre a diversas distancias de la tobera de 150 mm de diámetro. = Et=El+Ep=.12%. TABLA Distancia desde la salida de la tobera (m/s) 0 10 20 30 Vleída (m/s) 12 10 Velocidad (m/s) 8 6 4 2 0 0 10 20 Distancia (cm) 30 4. Medición de la velocidad del flujo libre a diversas distancias de la salida de la tobera de 150 mm de diámetro.8 3. Grafica velocidad real vs distancia.4 3.8564 4.6 3.8 5.4927 3.2 .5129 4 3.5 3. SANCHEZ TORRES CARLOS ALBERTO 5AM1 .5 6. V real (m/s) 0 10 20 30 Distancia (cm) Utilización del anemómetro de turbina. Determinar el valor dela velocidad del flujo libre a las distancias que se indican en la tabla.9 Grafica distancia vs velocidad.7 3.VᵨCORR=Vleída√ VREAL=VᵨCORR √( =4.4927 TABLA Distancia desde la salida de la tobera (cm) 0 10 20 30 V real (m/s) 3.1298 4. Determinar m/s en el selector de escala.1 6.9 3.4948 √( ) =3.8 √ ) =3.3 3. 5816 in hg.5 300 12. Distancia desde la entrada del generador de viento (cm) 30 25 20 15 10 5 0 319.01 * 300*(29.0152 300.6205 1.3 16. registrando los resultados en la siguiente tabla.6338 =1.1370 Presión atmosférica dentro del laboratorio a 599 mm hg = 23.2636 0.2342 171.90892 26.9827 1. Distancia desde Vleída(ft/min) la entrada del generador del viento 7.5251 0. efectuando su debida corrección a la velocidad por variación de presión barométrica.8 27.8705 0. Medición de la velocidad del flujo a diversas distancias de la entrada del generador del viento.0152 308.5816)) Vc=319. Accionar el generador del viento y utilizando el anemómetro diferencial se procederá a efectuar mediciones de la velocidad del viento a diversas distancias desde la entrada.3657 51.5 VCORR(ft/min) VCORR (m/s) 319.3813 170.0152 Grafica VCORR vs Distancia.1414 Vcorr (ft/min) 53.1692 10.1 22. Para transformar la velocidad corregida se usa la siguiente formula: 1 = Ejemplo: Vc=300+ (0.5 290 150 43 8.6205 SANCHEZ TORRES CARLOS ALBERTO 5AM1 .92-23.Utilización del anemómetro diferencial. 05 IN H2O.EXPLIQUE EL FUNCIONAMIENTO DE DOS ANEMÓMETROS DIFERENTES A LOS UTILIZADOS EN ESTA PRÁCTICA.-DEDUCIR LA ECUACIÓN PARA LA CORRECCIÓN DE LA VELOCIDAD POR DIFERENCIA DE DENSIDAD.DEDUCIR LA ECUACIÓN PARA LA CORRECCIÓN DE LA VELOCIDAD POR ERROR DE PRESIÓN DINÁMICA. EXPLIQUE DETALLADAMENTE QUE SE DEBE DE EFECTUAR PARA OBTENER LA VELOCIDAD VERDADERA. SI TIENEN CONDICIONES ESTÁNDAR AL NIVEL DEL MAR. LA LECTURA DEL INDICADOR DE VELOCIDAD (IAS). Velocidad del viento (lfli)x100/∆t m/s Velocidad del viento km/h 300 0 0 SANCHEZ TORRES CARLOS ALBERTO 5AM1 .. MENCIONE Y EXPLIQUE DOS FACTORES MÁS QUE PRODUCEN EL ERROR EN EL TUBO PITOT .EN LA PRÁCTICA SE OBSERVÓ QUE PARA UN TUBO PITOT SE PRODUCE UN ERROR EN LA DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN DINÁMICA DEBIDO A LA POSICIÓN DE LAS TOMAS DE PRESIÓN ESTÁTICA CON RESPECTO A LA PUNTA Y AL VÁSTAGO (ERROR DE PUNTA Y ERROR DE VÁSTAGO ) ..EN UN AVIÓN. DETERMINAR EL VALOR VERDADERO DE LA VELOCIDAD Y DE LA PRESIÓN DINÁMICA EN LA CORRIENTE DE AIRE. 4 4. 5.. 2..Utilización del anemómetro de copas Con este anemómetro mediremos la magnitud del viento atmosférico en un punto cualquiera en los exteriores del laboratorio registrando los datos en la siguiente tabla: Lectura inicial li Lectura final lf (lf-li) x 100 Cuestionario 1. 6. ¿ES REALMENTE LA VELOCIDAD DEL AVIÓN?. 696 203 696 203 0 Tiempo transcurrido (∆t) seg.8 MM DE LA PUNTA Y 32 MM DEL EJE DEL VÁSTAGO.SE TIENE UN TUBO PITOT CUYOS ORIFICIOS DE PRESIÓN ESTÁTICA SE ENCUENTRAN A 12. AL COLOCARLO EN UNA CORRIENTE DEL AIRE EL TUBO PITOT REGISTRA UNA PRESIÓN DINÁMICA IGUAL A 12. EL TUBO PITOT TIENE 4 MM DE DIÁMETRO.3 3..