Tubo de Pitot

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).

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

Lo inventó el ingeniero francés Henri Pitot en 1732[1] y fue modificado por 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]

Funcionamiento

El instrumento consiste de un tubo que apunta al flujo que se desea medir. En su interior se encuentra un líquido cuya presión de estancamiento permite determinar la velocidad de flujo mediante un despeje de la ecuación de Bernoulli (tratando al fluido como incompresible):

p_{t}=p_{estatica}+p_{dinamica}

p_{t}=p_{estatica}+\left({\frac {\rho u^{2}}{2}}\right)

u={\sqrt {\frac {2(p_{t}-p_{estatica})}{\rho }}}

donde

$u$ es la velocidad de flujo.
$p_{t}$ la presión de estancamiento (o total).
$p_{s}$ la presión estática.
$\rho$ la densidad del fluido.

Aplicaciones

Aviones

Diagrama de un indicador de la velocidad aérea. A la presión total; medida con el Pitot tube, se le resta la presión estática; recogida por el Static port. De esta manera se obtiene la velocidad aerodinámica.

Los aviones en vuelo realizan ajustes en su altitud de forma periódica, lo que modifica la presión estática. Es decir que para conocer la velocidad aerodinámica verdadera de la aeronave es necesario medir su presión de estancamiento. A este fin se instalan tubos de Pitot en el fuselaje.

Automóviles

Un automóvil de Fórmula 1 haciendo pruebas con un rastrillo aerodinámico.

Muchos automóviles de carreras aprovechan fenómenos aerodinámicos como el efecto suelo para generar carga aerodinámica. En un vehículo de estas características las simulaciones de fluidos no alcanzan la complejidad necesaria. Los diseñadores precisan utilizar un rastrillo aerodinámico para evaluar la eficiencia aerodinámica de un vehículo de forma experimental.[4]

Industria

Medir el flujo de algún fluido a través de una tubería es una aplicación industrial común de los tubos de Pitot en la industria. Su robusta construcción les permite ser insertados en condiciones de temperatura y presión extremas. Se ofrecen sondas de Pitot que soportan entre −250 °C y 1300 °C.^{[cita requerida]}

Véase también

Referencias

Pitot, Henri (1732). «Description d'une machine pour mesurer la vîtesse des eaux courants et le sillage de vaisseaux» (PDF). Histoire de la Académie Royale des Sciences avec les mémoires de mathématique et de physique tiré de registre de cette Académie: 363-376. Consultado el 19 de junio de 2009.
Darcy, Henry (1858). «Note relative à quelques modifications à introduire dans le tube de Pitot» (PDF). Annales des Ponts et Chaussées: 351-359. Consultado el 31 de julio de 2009.
Geankoplis, C.J. (2003). Transport processes and separation process principles (includes unit operations) (4.ª edición). New Jersey: Prentice Hall.
Smedley, Robert. «Testing explained: Rob Smedley on aero rakes» (en inglés). Consultado el 23 de febrero de 2023.

Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Claudio Mataix Plana, 2009.

Enlaces externos

Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre Tubo de Pitot.
¿Qué es el tubo de Monsieur Pitot? Ensayo a nivel divulgación acerca del tubo de Pitot.

Datos: Q56218
Multimedia: Pitot tubes / Q56218

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[1] Pitot, Henri (1732). «Description d'une machine pour mesurer la vîtesse des eaux courants et le sillage de vaisseaux» (PDF). Histoire de la Académie Royale des Sciences avec les mémoires de mathématique et de physique tiré de registre de cette Académie: 363-376. Consultado el 19 de junio de 2009.

[2] Darcy, Henry (1858). «Note relative à quelques modifications à introduire dans le tube de Pitot» (PDF). Annales des Ponts et Chaussées: 351-359. Consultado el 31 de julio de 2009.

[3] Geankoplis, C.J. (2003). Transport processes and separation process principles (includes unit operations) (4.ª edición). New Jersey: Prentice Hall.

[4] Smedley, Robert. «Testing explained: Rob Smedley on aero rakes» (en inglés). Consultado el 23 de febrero de 2023.