¿Qué es un velocímetro?
Un velocímetro es un dispositivo utilizado para medir la velocidad de fluidos y gases. Algunos velocímetros miden los movimientos de partículas que se han suspendido en el fluido, mientras que otros solo usan la luz reflejada de los láseres. El estudio de la velocidad de los fluidos y gases se llama velocimetría.
Se puede usar un velocímetro para medir dos tipos diferentes de dinámica de fluidos. Una "especificación lagrangiana del campo de flujo" es cuando las partículas caen en el fluido y se observan sus movimientos. Esto es similar a ver un palo siendo llevado por la corriente o atrapado en un remolino. Una "especificación euleriana del campo de flujo" observa un punto específico en el flujo durante un período de tiempo. Esto es análogo a sentarse en la orilla y mirar una curva de un río.
La velocimetría de partículas es cuando las partículas se introducen en el agua y se mide su velocidad. Las partículas pueden ser pequeñas gotas de agua o aceite, o gránulos de metal y vidrio. Un velocímetro mide la velocidad de estas partículas al tomarles una foto en un punto de su movimiento en la corriente. Luego, otra foto está programada para tomarse unos momentos más tarde. Se compararán las dos fotos y se determinará la velocidad general del fluido.
La "cámara" utilizada para tomar fotos de las partículas es un rayo láser. Dos lentes aplanan y amplían el haz para crear un flash corto, que luego se analiza para crear una imagen bidimensional o 2D. Los láseres se usan porque las partículas se mueven rápidamente y son microscópicas. Una lente de cámara normal no puede abrirse y cerrarse lo suficientemente rápido como para capturar sus movimientos.
Otro tipo de velocímetro se llama velocímetro Doppler. En este tipo de velocimetría, se miden los reflejos de la luz en lugar de las partículas. El velocímetro dirige un rayo láser sobre las arterias de un paciente, por ejemplo, y la forma en que la luz se refleja en la sangre en movimiento le indicará al técnico qué tan bien está circulando la sangre. Este tipo de medición proviene del efecto Doppler, cuando la velocidad de la luz se puede juzgar midiendo la frecuencia de una onda en relación con el observador.
Velocimetry tiene muchas aplicaciones prácticas. Un velocímetro puede determinar el "remolino" de gases y fluidos en motores de combustión, hornos, atomizadores y plantas de procesamiento químico. El conocimiento de cómo se mueven los fluidos en las máquinas ayuda a los diseñadores a planificar contra el desgaste y diagnosticar problemas y la practicidad general del sistema. Debido a que la velocimetría láser no es invasiva, también se puede usar como parte de procedimientos médicos.