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Hilo: “Medida de la velocidad de un avión mediante tubo de Pitot”.

  1. #1
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    Predeterminado “Medida de la velocidad de un avión mediante tubo de Pitot”.

    En el problema XII-89 (pag. 398) libro de problemas de Burbano edición 27ª dice lo siguiente: “ Calcular en km/h la velocidad de un avión provisto de un tubo de Pitot cuyo líquido manométrico es mercurio, siendo la diferencia de alturas entre los niveles de las dos ramas 49 mm. Suponemos que la densidad del aire es 0,001263g/cm3.”

    Nombre:  Pitot.png
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    Para resolverlo los autores aplican el teorema de Bernoulli a los puntos 1 y 2 por donde entra y sale el aire del tubo respectivamente. Pero la experiencia nos hace pensar que el aire que entra en el tubo de Pitot por el punto 1 no sale por el 2 sino que se queda retenido por el mercurio del interior. Lo que la lógica parece imponer (o al menos mi lógica) es que el aire que entra por 1 a una determinada velocidad hace bajar el nivel de mercurio de esa rama del tubo y subir una cantidad h = 49 mm su altura en la segunda rama pero el aire se queda en la rama 1 taponado por el mercurio sin que llegue a salir.

    Por lo que creo que hay que aplicar Bernoulli al punto 1 y el segundo punto sería el 2' del dibujo (doc. adjunto) en el nivel de la rama 2 y la altura h que nos da el enunciado.
    Última edición por Alriga; 09/01/2018 a las 09:11:01. Razón: Colocar imagen correctamente

  2. #2
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    Predeterminado Re: “Medida de la velocidad de un avión mediante tubo de Pitot”.

    Cita Escrito por CarlosPerez Ver mensaje
    Para resolverlo los autores aplican el teorema de Bernoulli a los puntos 1 y 2 por donde entra y sale el aire del tubo respectivamente. Pero la experiencia nos hace pensar que el aire que entra en el tubo de Pitot por el punto 1 no sale por el 2 sino que se queda retenido por el mercurio del interior. Lo que la lógica parece imponer (o al menos mi lógica) es que el aire que entra por 1 a una determinada velocidad hace bajar el nivel de mercurio de esa rama del tubo y subir una cantidad h = 49 mm su altura en la segunda rama pero el aire se queda en la rama 1 taponado por el mercurio sin que llegue a salir.

    Por lo que creo que hay que aplicar Bernoulli al punto 1 y el segundo punto sería el 2' del dibujo (doc. adjunto) en el nivel de la rama 2 y la altura h que nos da el enunciado.
    Hola Bienvenido al foro!!!!! Como nuevo miembro quiza te sea útil leer consejos para recibir ayuda en forma efectiva


    Tu apreciación es correcta, lo que mide el tubo pitot en el punto 1 es la presión estática más la dinámica, y en el punto 2 solo la presión estática, por lo que la diferencia de altura del nivel de mercurio, refleja directamente la presión dinámica,

    Es correcto aplicar Bernoulli a los puntos 1 y 2 para hallar la velocidad del fluido, en función de la diferencia de nivel de mercurio h.


    z_1+\dfrac{P_{e1}+P_{d1}}{\gamma}+\dfrac{v_1^2}{2g}=z_2+\dfrac{P_{e2}+P_{d2}}{\gamma}+\dfrac{v_2^...


    • la cota de altura z es la misma a ambos lados de la ecuación z_1=z_2
    • la presión estatica es la misma a ambos lados de la ecuación P_{e1}=P_{e2}
    • la velocidad en la toma 2 no es nula y si lo es en el tubo 1 v_1=0
    • la presion dinamica en el tubo 2 es nula P_{d2}=0



    por lo que la ecuación 1 se reduce a


    \dfrac{P_{d1}}{\gamma_{aire}}=\dfrac{v_2^2}{2g}

    sabiendo que  P_{d1}=\gamma_{Hg} h

    se puede saber la velocidad del aire igualando las ecuaciones

    \boxed{v_2=\sqrt{2g\dfrac{\gamma_{Hg}}{\gamma_{aire}}h}}

    por lo cual el tubo pitot fue y sigue siendo un elemento fundamental en la medición de la velocidad de las aeronaves, si bien el GPS lo va desplazando, todavía se lo sigue instalando, pues el GPS no mide ni el viento frontal ni el viento lateral, solo la velocidad relativa con respecto a la superficie de la tierra.

    saludos
    Última edición por Richard R Richard; 10/01/2018 a las 23:26:16.
    Saludos \mathbb {R}^3

  3. #3
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    Predeterminado Re: “Medida de la velocidad de un avión mediante tubo de Pitot”.

    ¡¡¡¡Muchas gracias Richard R Richard por tu colaboración!!!!. Por lo tanto el problema sí estaba bien resuelto en el libro, aunque tú lo has desmenuzado. Lo que no entiendo es porqué en el punto 1 al entrar la corriente de aire en el tubo de Pitot su velocidad es cero, ¿no debería ser la misma que en el punto 2?

    - - - Actualizado - - -

    Respondiendo a mi propia pregunta, la velocidad en el punto 1 es cero ya que el punto considerado para ser estrictos es justo en el borde del orificio vertical en el que las partículas de aire se encuentran retenidas por el tapón producido por el Hg.

    Voy a razonar las condiciones dadas por Richard para aplicar Bernoulli a ver si son correctas:

    - La cota de altura z es la misma en ambos lados de la ecuación. Es evidente, se encuentran a la misma altura
    - La presión estática es la misma a ambos lados de la ecuación. Es así ya que es la presión que hay en todo el tubo grande que está en contacto con el exterior por donde entra el aire.
    - La velocidad en la toma 2 es no nula y si lo en el tubo 1. En el punto 2 hay velocidad (que nos medirá la velocidad del avión) siendo la velocidad a la que entra el chorro de aire, mientras que en el orificio 1 no hay velocidad ya que las partículas de aire se encuentran taponadas por el Hg.
    - La presión dinámica en el tubo 2 es nula. Si al no producirse flujo de aire de salida por la rama 2 por el tapón hecho por el Hg.
    Faltaría añadir que la presión dinámica en el orificio 1 es no nula pues se produce flujo de aire hasta el momento en que la columna de Hg alcanza su altura h en la rama 2 del tubo siendo por tanto esta presión igual a la producida por dicha columna de Hg, sin considerar "g" al no intervenir la gravedad.

    ¿Son correctos mis razonamientos?

  4. #4
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    Predeterminado Re: “Medida de la velocidad de un avión mediante tubo de Pitot”.

    Última edición por Richard R Richard; 11/01/2018 a las 23:42:21.
    Saludos \mathbb {R}^3

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