Fisica General Burbano

DINÁMICA DE FLUIDOS EN RÉGIMEN DE BERNOUILLI 269
TUBO DE PITOT: para la medida de la velocidad de la corriente de un líquido, basta introducir en
él un tubo de vidrio doblado como en la Fig. XII-49 en el que podamos efectuar una medida de
las distancias entre los niveles superiores del líquido en sus dos ramas. Una vez que está en equilibrio
el líquido del interior del tubo, queda en la disposición de la figura, aplicando el teorema de
Bernouilli a los puntos 1 y 2 situados al mismo nivel y teniendo en cuenta que el punto 1 no tiene
velocidad con respecto al tubo, la ecuación de Bernouilli se transforma en:
2 p1 p2
1
v
2
p1 = p2
+ v ⇒ = ( − )
r
r
2
p − p = r gh
1 2
⇒ v =
2gh
Para la medida de la velocidad de gases, el tubo tiene la forma de la Fig. XII-50. La medida de
p 1
– p 2
, queda determinada por r 1
gh, siendo r 1
la densidad del líquido del manómetro (que hemos
supuesto mucho mayor que la del gas), quedándonos en este caso:
Fig. XII-52.– Inhalador.
r1
v = 2 gh
r
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Puede emplearse el tubo de Pitot en la medida de velocidades de canoas, aviones, etc. ya que
la velocidad obtenida es la «relativa» entre el tubo y el fluido en cuyo seno está.
Un dispositivo muy parecido al anterior es la SONDA DE PRANDTL (Fig. XII-51) utilizándose para
los mismos fines; aplicando los mismos razonamientos expuestos se deduce para v el mismo valor
que el de la fórmula anterior.
INHALADORES: en los inhaladores o pulverizadores, al insuflar una corriente de aire por AB (Fig.
XII-52), el líquido asciende por C, y al llegar al nivel de la corriente de aire choca con ella y sale
pulverizado por el extremo. En efecto: consideremos dos puntos 1 y 2 al mismo nivel y escogido el
2 lo suficientemente lejos para que las corrientes de aire originadas no le afecten; por el teorema
de Bernouilli, obtenemos:
1 2
p1 + rv1
= H
2
(H: presión atmosférica). En consecuencia, la presión en el punto 1, es menor que la atmosférica,
produciéndose en el tubo C una depresión (efecto de succión) que hace ascender al líquido.
TROMPA DE AGUA: consideremos una corriente de agua que pasa por un tubo que se estrecha en
su extremo para aumentar la velocidad del líquido (Fig. XII-53). El gas exterior penetra por la parte
abierta y es arrastrado por la corriente. Si este conjunto se pone en comunicación con un recinto
cerrado, se produce en él un vacío. En efecto: considerando un punto 1 de gas en contacto con
la vena líquida, a una velocidad v, y otro exterior a ella al mismo nivel, obtendremos:
1 2
p1 + rv1
= p ⇒ p < p
2
2 1 2
originándose una corriente de aire de 2 a 1 que vacía parcialmente el recipiente R.
MECHERO DE BUNSEN: el gas inflamable que penetra por A (Fig. XII-54), sale a gran velocidad
por un estrecho orificio, verificándose una succión del aire exterior por los orificios C debido a un
fenómeno idéntico al descrito en los anteriores párrafos. La abertura de los orificios C, de admisión
de aire, puede ser variada a voluntad para modificar la proporción de aire según la combustión
que se desee.
ORIGEN DE LAS FUERZAS SUSTENTADORA DE UN AVIÓN: las alas de los aviones producen, en su
avance en el aire, líneas de corriente que se aproximan entre sí en la parte superior del ala más de
lo que están en la parte inferior (Fig. XII-55). Los tubos de corriente superiores son, por lo tanto,
de menor sección que los inferiores; en los primeros la velocidad que lleva el aire, en relación con
el ala, es mayor que en los segundos.
Considerando dos puntos A y B, cuya diferencia de alturas en el seno del fluido, podemos despreciar,
se verificará:
Al ser v A
> v B
, se ha de cumplir que: p A
< p B
. La fuerza debida a la presión en B —hacia arriba—
es mayor que en A —hacia abajo— originándose una FUERZA SUSTENTADORA que compensa al
peso. El fenómeno es, en realidad, más complicado por la formación de torbellinos.
PARADOJAS: soplando por un tubo (un carrete de hilo, por ejemplo Fig. XII-56) en una de cuyas
bocas se ha colocado una ligera cartulina atravesada por un alfiler, se adhiere la cartulina al tubo,
en vez de separarse de él, como parece a primera vista. Ello es debido a que el aire sale a gran ve-
1
1
p + rv = p + rv
2
2
2 2
A A B B
Fig. XII-53.– Trompa de agua.
Fig. XII-54.– Mechero Bunsen.
Fig. XII-55.– Origen de la fuerza sustentadora
de un avión.
Fig. XII-56.– Paradoja.