INSTRUMENTOS DE MEDICION PARA VELOCIDADIntegrantes: Rodrguez Corts Diego Alberto Valdez Zacaras Jos Luis

INTRODUCCION:En la actualidad hay muchos instrumentos de medicin para velocidad, instrumentos de medicin que no conocemos pero que en realidad y en la actualidad son utilizados para determinar la velocidad y que cada tipo de medicin utiliza diferentes mtodos, materiales y procesos.Algunos de estos tipos de medicin son: medicin de presin en fluidos en movimientos, sonda pitot de presin esttica, anemometra trmica, anemometra doppler, velocimetria de partcula de imagen y seleccin de mtodos para la medicin de velocidad.Cada tipo de medicin cuenta con un procedimiento diferente, algunos son fciles de utilizar o algunos son complicados, en ocasiones utilizan material muy sofisticado como un software para captar las seales, algn tipo de lser, o simplemente se llevan a cabo en laboratorios y pueden ser muy caros llevar a cabo estos tipos de medicin. Algunos otros procedimientos pueden ser utilizados por gente comn, como lo son el velocmetro que es utilizado para medir la rapidez de alguna pelota de bisbol, o de algn jugador; tambin es utilizado por los policas de trnsito para medir la velocidad que lleva algn automvil.Dependiendo del tipo de velocidad que se desee medir se utilizara un mtodo conveniente, porque para medir la velocidad va desde con un solo aparato que lo podra usar cualquier persona, hasta la medicin de la velocidad por el cambio de transferencia de calor de un fluido o tambin por una disipacin de imagen de partculas atreves de un lser que solo los cientficos saben utilizar este mtodo.Por lo tanto es conveniente saber los diferentes tipos de medicin que hay para la velocidad por que en algunos campos se utiliza un mtodo de medicin diferente.

MEDICION DE PRESION EN FLUIDOS EN MOVIMIENTOPara el movimiento de fluidos supondremos fluidos incompresibles, consideraremos dos variables: velocidad y presinNecesitaremos dos ecuaciones para describir el movimiento de los fluidos bajo las condiciones comentadas anteriormente Ecuacin de continuidad (conservacin de la masa). Ecuacin de Bernoulli (conservacin de la energa).

Ecuacin de Continuidad

Ecuacin de continuidad y conservacin de la masa.

Masa que entra o sale en un intervalo de tiempo dt

Para lquidos, se tiene que:1 = 2.

Podemos observar que si A aumenta v disminuye.

ECUACION DE BERNOUILLILa ecuacin de Bernoulli solo vale para fluidos perfectos, es decir, fluidos sin viscosidad. Ejemplo de la ecuacin de Bernoulli en un conducto horizontal y de seccin constante.

La ec. de Bernouilli relaciona la diferencia de presin entre dos puntos de un tubo de flujo con las variaciones de velocidad y con las variaciones de altura.Un medidor de Venturi es un dispositivo que se utiliza para medir la velocidad de un fluido dentro de una tubera, si se conoce la diferencia de presin P = P2 P1Un tubo de Venturi es usado para medir la velocidad del flujo de un fluido. En la garganta, el area es reducida de A2 a A1 y su velocidad se incrementa de V2 a V1. En el punto 1, donde la velocidad es mxima, la presin es mnima. Esto lo sabemos de la ecuacin de Bernoulli.

SONDA PITOTLas sondas de pitot (tambin llamadas tubos de Pitot) y las sondas de pitot estticas (tubos de Prandtl)se utiliza para calcular lapresintotal, tambin denominadapresin de estancamiento,presin remanenteo presin de remanso(suma de lapresin estticay de lapresin dinmica).Lo invent el ingeniero francsHenri Pitoten 1732.Lo modificHenry Darcy, en 1858.Se utiliza mucho para medir la velocidad del viento en aparatos areos y para cuantificar las velocidades de aire y gases en aplicaciones industriales.

Una sonda de pitot consiste en un tubo con un orificio de borde redondeado en el punto de estancamiento que mide la presin de estancamiento

Una sonda de pitot esttica tiene el tubo con orificio de borde para la medicin de presin de estancamiento y adems tiene varios orificios ubicados a lo largo de una circunferencia en la superficie exterior para medir la presin esttica

Ademas el tubo de pitot esttica esta conectado a un medidor de presin diferencial

Por lo que la velocidad de flujo se puede determinar por la siguiente ecuacin:

Sistema pitot-esttica

Unsistema pitot-estticaes un sistema de sensores e instrumentos sensibles a la presin que se utiliza principalmente en aviacin para determinar la velocidad de una aeronave con relacin al aire, la altitud y la variacin de altitud. Por norma general un sistema de este tipo consiste en un tubo pitot, que capta lapresin total, un puerto de esttica que capta lapresin esttica. Los errores en las lecturas de este sistema pueden ser extremadamente peligrosos, ya que de la velocidad aerodinmica depende lasustentacin.

Diagrama del sistema pitot esttico. Incluye el tubo pitot, los instrumentos pitot estticos y las tomas de presin esttica y dinmica.

ANEMOMETRIA TERMICA

Miden la velocidad de los fluidos mediante la deteccin de los cambios en la transferencia de calor de un pequeo sensor calentado elctricamente (hilo caliente) al colocarlo en el flujo.

Mide el coeficiente de transferencia de calor por convencin, el cual depende de la velocidad del viento.

Los sistemas deanemometra trmica por hilo caliente de TSIson fciles de usar, y tienen una respuesta de alta frecuencia, que los hace ideales para el estudio de turbulencias.

Caractersticas y beneficios: Medidas de cambios rpidos en la velocidad de flujo Amplia variedad de sondas y geometras

El principio clave del funcionamiento de este tipo se sensores de medida es beneficiarse de la linealidad del aumento de resistencia de algunos materiales con la temperatura. La idea es calentar una resistencia a una temperatura constante, esta resistencia, al exponerla a un flujo de aire se enfriara disipando calor hacia ese flujo de aire; para mantener la temperatura de la resistencia constante se debe aumentar el voltaje inyectado. Gracias a la respuesta lineal del material usado para la construccin de la resistencia se puede, tras una calibracin de la misma, traducir esa diferencia de voltaje inyectado en un valor de temperatura. Los materiales mas utilizados para la construccin de estos sensores son el Tungsteno, el Platino y una aleacin de Platino-Iridio:

El anemmetro nos permite monitorizar dos seales de velocidad, ya que dispone de dos canales, y tambin la temperatura de flujo a travs del mdulo del termopar. Las mediciones se realizan con una sola sonda, colocada en el lugar de inters dentro del flujo a caracterizar, la cual esta conectada al anemmetro, cuyo software captura y graba datos que pueden ser procesados utilizando tcnicas de anlisis de seales (por ejemplo, la transformada de Fourier). La seal de salida (velocidad o tensin) se puede observar continuamente a travs de un osciloscopio.

Anemmetro Lser Doppler

Es un anemmetro digital que muestra la velocidad del viento detectando cunta luz de un rayo lser ha sido reflejada por las partculas que hay en el aire. As el rayo lser es dispersado por las molculas de aire y luego conducido de nuevo al aparato, el que mide la variacin de la frecuencia, que es proporcional a la velocidad del aire.

Dibujo de un anemmetro lser. El lser es emitido (1) a travs de la lente frontal (6) del anemmetro y es sosegado por las molculas de aire. La radiacin retro-dispersada (puntos) reentra y el efecto reflejado se dirige a ese detector (12).

VELOCIMETRIA DE IMAGEN POR PARTICULA (VIP)

Componentes

Hacer PIV demanda bsicamente 4 componentes: Una regin pticamente transparente que contenga al fluido con las partculas a evaluar. Una fuente de luz (laser) para iluminar la zona de inters (un plano o un volumen). Sistema de adquisicin, transmisin y/o almacenamiento basado en una cmara CCD/CMOS, o filmadora, o placas hologrficas. Sistema de procesamientos de datos para extraer la informacin de velocidades.

Seleccin de mtodos para la medicin de velocidad.

Instrumentos de medicin:

Velocmetro Tacmetro Anemmetro

Velocmetro

Unvelocmetroes un instrumento que mide el valor de la rapidez promedio de un vehculo. Debido a que el intervalo en el que mide esta rapidez es generalmente muy pequea se aproxima mucho a la magnitud es decir la rapidez instantnea.

Tacmetro

Es un dispositivo que mide la velocidad de giro de un eje, normalmente la velocidad de giro de un motor. Se mide enrevoluciones por minuto(RPM). Actualmente se utilizan con mayor frecuencia los tacmetros digitales, por su mayor precisin.

AnemmetroElanemmetrooanemgrafoes un aparatometeorolgicoque se usa para la prediccin delclimay, especficamente, para medir la velocidaddelviento. Asimismo es uno de losinstrumentos de vuelobsico en el vuelo de aeronaves ms pesadas que el aire. En meteorologa, se usan principalmente los anemmetros decazoletasode molinete, son especie de diminutomolinode tres aspas con cazoletas sobre las cuales acta la fuerza del viento

Radar de velocidadUnradar de control de velocidadopistola de velocidades una pequea unidad deradar Dopplerusada para detectar la velocidad de objetos, especialmente camiones y automviles con el propsito de regular el trnsito, como tambin para velocidades de pelotas en ftbol, tenis, beisbol, corredores y otros objetos mviles en deportes. Este radar no proporciona informacin sobre la posicin del objeto. Emplea el principio delefecto Doppleraplicado a haces deradarpara medir la velocidad de objetos a los que se apunta. Estas pistolas radar pueden ser manuales o montadas en un vehculo.