CONSTRUCCIÓN DE UN ANEMÓMETRO

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Índice

Contenido

Índice        1

Introducción        2

1.        El Problema        3

1.1.        Planteamiento del Problema        3

1.2.        Formulación del Proyecto        3

1.3.        Objetivos        3

1.4.        Limitaciones        3

2.        Marco Teórico        3

2.1.        Antecedentes de la Investigación        7

2.2.        Bases Teóricas        7

2.3.        Definición de Términos Básicos        8

3. Marco Metodológico        8

3.1. Población y Muestra        8

3.2.        Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos        8

3.3. Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos        8

4. Aspectos Administrativos        9

4.1. Recursos Necesarios        9

4.2. Cronograma de Actividades        9

5. Aspectos Técnicos        10

5.1        Cálculos Y Gráficos  De Calibración Del Instrumento De Medición.        10

5.2. Detalles Técnicos  Del Instrumento De Medición.        15

5.        Conclusiones        16

6.        Bibliografía        16

8. Anexos        17

Introducción

Este proyecto tiene como principal objetivo la construcción de un instrumento que mida la velocidad del aire (anemómetro) a partir de la aplicación de los conocimientos adquiridos a lo largo de las carreras universitaria de los autores. Se tomó como referencia el anemómetro de rotación, porque se determinó que es el tipo más afín con los conocimientos adquiridos a lo largo de las carreras Ing. Mecánica e Ing. Industrial.

Se tomaron materiales de fácil adquisición como un motor pequeño, paletas, eje de rotación, etc.y se diseñó un anemómetro casero de rotación. Una vez construido el instrumento empezó la fase experimental en la que se tomó como instrumento patrón un anemómetro digital que fue facilitado por el laboratorio de la Facultad de Ingeniería Industrial y Ciencias de la Producción (FIMCP).

Como resultado, se obtuvo que el anemómetro construido por los autores de este proyecto presenta una exactitud de 7.23% y precisión de +/- 5,2199 con respecto al anemómetro patrón mencionado anteriormente.

1. El Problema

1. Planteamiento del Problema

Existe la necesidad de desarrollar un instrumento capaz de medir la velocidad del viento entregando la medición en forma de señal digital con los conocimientos, materiales  y tecnología disponibles para estudiantes universitarios de la materia Instrumentación Básica.

1. Formulación del Proyecto

La construcción del instrumento se hará en 3 partes:

1. Recolección de Información: Durante esta fase se analizarán las necesidades de recursos y conocimientos para el desarrollo de diversos tipos de anemómetros y se elegirá el modelo a desarrollar por el grupo autor del proyecto.
2. Construcción del Prototipo: Luego de la adquisición de materiales y recursos necesarios para el desarrollo del equipo se procederá a construir el modelo.
3. Validación del Instrumento: Con la ayuda de un anemómetro patrón se harán los cálculos necesarios para estimar los parámetros de funcionamiento del instrumento tales como: error, exactitud y precisión.

1. Objetivos

1. Construir un prototipo de anemómetro casero cuya señal de salida sea digital.
2. Estimar los parámetros de funcionamiento del instrumento.
3. Calcular el error presente en las mediciones.
4. Desarrollar la curva de calibración del instrumento.

1. Limitaciones

 Las limitaciones del proyecto se reducen a:

• Alcance: Luego de pasar los 60Km/h el anemómetro se vuelve inestable.
• Tiempo de respuesta del instrumento es lento.
• Es necesario el uso de una tabla de calibración para determinar la velocidad debido a que la señal de salida del instrumento es VOLTIOS.
• La sensibilidad del instrumento es pequeña, porque no varía su voltaje con corrientes de aire muy pequeñas.
• El instrumento registra mediciones a partir de 1 Km/h de velocidad.

1. Marco Teórico

El anemómetro es un aparato meteorológico que se usa para la predicción del tiempo y, específicamente, para medir la velocidad del viento. Así mismo, es uno de los instrumentos de vuelo básico en el vuelo de aeronaves más pesadas que el aire.  Si el anemómetro está fijo colocado en tierra, entonces medirá la velocidad del viento reinante, pero si está colocado en un objeto en movimiento, puede servir para apreciar la velocidad de movimiento relativo del objeto con respecto el viento en calma.

Dependiendo de la precisión  requerida por el instrumento, existen diferentes tipos de anemómetros:

1. Anemómetro de Empuje

[pic 11]Están formados por una esfera hueca y ligera (Daloz) o una pala (Wild), cuya posición respecto a un punto de suspensión varía con la fuerza del viento, lo cual se mide en un cuadrante. Una escala apropiada, grabada en una superficie paralela al movimiento del péndulo servirá como indicador usando el propio péndulo como aguja indicadora.
Estos anemómetros no son muy precisos y se utilizan para obtener una información  estimada de la velocidad del viento, su indicación generalmente es en números relativos a una escala  arbitraria establecida de antemano. 

1. Por ejemplo:
   2= Se nota el movimiento de las hojas de los árboles.
   3= Se mueven las ramas más pequeñas de los árboles.
   4= Se levanta el polvo del suelo.
   etc.
   Previamente se conocen los rangos de velocidades del viento de cada uno de estos números arbitrarios previstos.

1. Anemómetro de rotación

Está dotado de cazoletas (Robinson) o hélices unidas a un eje central cuyo giro, proporcional a la velocidad del viento, es registrado convenientemente, en los anemómetros magnéticos, dicho giro activa un diminuto generador eléctrico que facilita una medida precisa.

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1. Anemómetro De Compresión

Se basa en el tubo de Pitot (Tubo de suficiente diámetro en forma de U con uno de sus extremos doblado y colocado de frente al viento, y el otro abierto al exterior pero protegido de la acción de este) formado por dos pequeños tubos, uno de ellos con orificio frontal (que mide la presión dinámica) y lateral (que mide la presión estática,) y el otro sólo con un orifico lateral .La diferencia entre las presiones medidas permite determinar la velocidad del viento.

 En la parte en forma de U se  graba una escala y dentro se coloca un líquido coloreado. La diferencia de presión entre los extremos del tubo de Pitot hará que la columna líquida se desplace de un lado, la diferencia de altura será proporcional a la velocidad del viento incidente en la boca del tubo y servirá como indicador de esta.

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1. Anemómetro de hilo caliente

Un anemómetro térmico normal mide la velocidad del fluido detectando los cambios en la transferencia de calor mediante un pequeño sensor calefactado eléctricamente (un hilo o una película delgada) expuesto al fluido bajo estudio. El sensor calefactado es mantenido a una temperatura constante usando un circuito de control electrónico. El efecto de enfriamiento resultante del paso del fluido a través del sensor se compensa aumentado el voltaje del sensor.

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