Sistema de medición de campos de velocidades de fluidos

Abstract

El presente trabajo tiene por objeto describir el diseño, construcción y calibración de un sistema de medida de campo de velocidades de fluidos, basado en la técnica de medida denominada PIV (Particle Image Velocimetry). Esta técnica consiste en introducir trazadores (pequeñas partículas que tengan la misma densidad que el fluido pero de distinto color) iluminar un plano del campo de velocidades en el fluido y de esa forma resaltar los trazadores para que una cámara (utilizando la técnica de medida en dos dimensiones) capte el movimiento del fluido. En caso de utilizar dos cámaras (técnica de medida en tres dimensiones) se puede captar las tres componentes de velocidades del fluido. Existen distintos sistemas comerciales que permiten realizar la visualización del campo de velocidades utilizando la técnica de medida PIV. Estos sistemas requieren un hardware sofisticado y generalmente tienen un precio elevado. El sistema implementado trabaja con cámaras comunes y presenta un conjunto de técnicas de calibración y medidas que permiten medir campos de velocidades de fluidos dentro de un rango que corresponde a convección natural utilizando distintos tipos de trazadores.

This paper aims to describe the design, construction and calibration of a system to measure velocity field of fluids, based on the measurement technique called PIV (Particle Image Velocimetry). This technique consists of introducing tracers (small particles that have the same density that the fluid but of a different color) to illuminate a plan of the velocity field in the fluid and thus highlight the plotters to a camera (using the technique of measurement in two dimensions) captures the movement of the fluid. When using two cameras (technical measure in three dimensions) can be captured all three components of velocity of the fluid. There are various commercial systems that enable the display of the velocity field using the technique of measuring PIV. Such systems require sophisticated hardware and generally have a high price. The implemented system works with cameras and provides a common set of calibration techniques and measures that can measure velocity fields of fluid within a range that corresponds to natural convection using different types of tracers.