Dirección del agua a través de una tubería.

Probablemente podría usar ultrasonido, como se hace para medir la velocidad de la sangre en las arterias. Digo 'probablemente' porque no debe haber una discrepancia demasiado grande entre las impedancias acústicas de la pared de la tubería y el líquido. Aquí están los detalles...

Aplicando gel de acoplamiento acústico, se fija a la tubería un emisor-receptor de ultrasonidos piezoeléctrico, para que envíe un haz de ultrasonidos de frecuencia$f_0$casi paralela a la tubería pero dirigida ligeramente hacia la tubería. Por lo tanto, el haz penetra la pared de la tubería y golpea el líquido que fluye en un ángulo de observación.

Parte del ultrasonido se refleja en el líquido, sale a través de la pared de la tubería y regresa al receptor. Si el líquido se mueve a una velocidad$v$en una dirección que se aleja del transmisor-receptor, el líquido es tanto un receptor en movimiento como un emisor en movimiento, por lo que la frecuencia del ultrasonido que regresa se desplaza en una cantidad aproximada

Entonces, si el líquido se mueve en la misma dirección que el haz de ultrasonido saliente, hay una caída en la frecuencia recibida en comparación con la frecuencia enviada. Si el líquido se mueve en la otra dirección, la frecuencia recibida será mayor.

Una técnica estándar ( https://en.wikipedia.org/wiki/Ultrasonic_flow_meter ):

Coloque dos transductores de ultrasonido a lo largo de la tubería (unos pocos centímetros está bien) y mida el tiempo de propagación de las señales en ambas direcciones. A partir de la diferencia, puede determinar la velocidad del medio. (Esto es ligeramente diferente del método de Philipp Wood que usa el cambio Doppler).

Esta técnica se aplicó en mi antiguo piso para medir el caudal de agua caliente de los radiadores - junto con una medición de temperatura, se puede determinar el flujo de energía térmica.

(Consulte también la Figura 1 aquí: https://www.edn.com/the-evolution-of-ultrasonic-technology-for-smarter-flow-measurement/ )

Si el tubo no fuera de metal, sino de algún plástico deformable, podrías arrugar algún punto del tubo (es decir, hacer un nudo para que el agua no pueda pasar), y luego puedes sentir qué lado tiene más presión. Si el lado izquierdo fuera más firme, el agua fluiría de izquierda a derecha, pero si el lado derecho fuera más firme, el agua fluiría de derecha a izquierda.

Pegue un micrófono al tubo cerca de un extremo y golpee el tubo cerca del otro extremo con un martillo, una piedra, etc. Grabe el sonido detectado por el micrófono. Luego cambie el micrófono y los extremos del martillo y grabe de nuevo. El audio grabado debe tener tanto el sonido que viaja a través de la tubería como el sonido que viaja a través del agua, con un retraso entre ellos porque el sonido viaja más rápido en la mayoría de los metales que en el agua. Ese retraso debería ser mayor cuando el sonido viaja contra la corriente que cuando viaja con la corriente, porque por supuesto viaja a través de más agua en el primer caso. El sonido también debe cambiarse más alto cuando viaja contra la corriente y más bajo cuando viaja a favor, ya que el agua en movimiento comprimirá o estirará las ondas de sonido.

La caída de presión es la fuerza impulsora del flujo de fluido. Para tubería rígida, si puede medir la presión en dos puntos horizontales diferentes, la dirección del flujo será de mayor a menor presión. Para los cambios de elevación, tendrá que tener en cuenta la diferencia de presión entre los dos puntos de medición debido al cambio de elevación, que es$\rho g \Delta h$.

Tal vez esto es lo que quiere decir con "Estoy familiarizado con la solución de calefacción, por lo que agradecería cualquier otra solución", pero lo dejaré flotar de todos modos ya que no especificó lo que eso significa.

Mida la temperatura de la tubería en 2 puntos diferentes.

Suponga una tubería perfectamente fabricada (todas las paredes tienen exactamente el mismo grosor y densidad). Idealmente, la tubería está hecha de un material con alta conductividad térmica como el cobre.

Haz que la habitación en la que te encuentres sea considerablemente más fría (o más cálida) que la tubería.

A medida que pasa el agua, perderá calor en la habitación en una habitación fría (o lo ganará si elige calentar la habitación).

Esto hará que 2 puntos cualesquiera de la tubería tengan una ligera diferencia de temperatura. En una cámara frigorífica, el punto de mayor temperatura sería el sentido de donde viene el agua.

Si se le permite girar la tubería, puede usar el efecto Coriolis.

https://en.wikipedia.org/wiki/Mass_flow_meter

Tendrías que crear un bucle y girarlo. Luego observe el giro en el bucle a medida que gira. La dirección del fluido afectará la dirección de torsión.

Definitivamente puede hacerlo con imanes, al menos si la tubería no es metálica, aunque no conozco una forma barata o simple. Pero sería similar a la técnica utilizada para obtener imágenes del flujo sanguíneo en una resonancia magnética. Rodeas una sección de la tubería con un fuerte imán, que alinea los giros en los núcleos de hidrógeno, luego detecta los giros orientados a medida que fluyen hacia un lado o hacia el otro. No estoy seguro de cuán difícil o costosa podría ser la detección, si todo lo que necesita saber es izquierda versus derecha; los métodos de detección utilizados en la resonancia magnética para producir una imagen son muy complicados y costosos, pero pueden ser excesivos en este caso.

Como se sugiere en los comentarios de Christopher James Huff, podría comenzar con el diseño de un magnetómetro de precesión de protones:

http://ilotresor.com/build-a-proton-precession-magnetometer/

Parece que el método de detección aquí es una bobina simple y un amplificador de audio; en el débil campo magnético de la Tierra, los protones "cantarán" mientras precesan a una frecuencia de alrededor de 2 kHz, dentro del rango de audio, mientras se relajan del campo magnético más fuerte que se usa para alinearlos.

Simple y brutal... corta un trozo de la tubería para que quede un espacio entre los extremos y mira de qué extremo sigue saliendo el líquido. La pregunta no es que la red de tuberías permanezca funcional y esta solución requiere herramientas mínimas (una sierra o un cortatubos sería suficiente) y funcionará en cualquier tipo de tubería y cualquier tipo de líquido. Aunque podría ensuciarse y es mejor que esperes que no sea una tubería que lleve ácido sulfúrico o el piso podría dañarse. Y si es un gas en lugar de un líquido, es posible que necesite algunas serpentinas para mostrar el flujo de gas.

Un método que no se ha mencionado, basado en esta observación: en algunas casas, puede escuchar el golpeteo de la tubería cuando cierra el agua abruptamente; esto se debe a que en algún lugar las tuberías pueden moverse un poco, lo suficiente como para golpear algo. .

Por lo tanto, si su tubería puede moverse un poco, puede intentar usar este efecto, haciendo correr el agua y luego cerrarla rápidamente; la tubería debe moverse, brevemente, en la dirección del flujo de agua. Esto puede ser más fácil de observar tocando la tubería con un dedo.

La respuesta del ingeniero:

1> corte la tubería
2> instale un medidor (de fluido)
3> vuelva a conectar la tubería 4> lea el medidor
5> espere un momento
6> lea el medidor nuevamente

Si Lectura(T0) < Lectura(T1) el flujo es el mismo que la entrada->salida del medidor
Si Lectura(T0) > Lectura(T1) el flujo es opuesto a la entrada->salida del medidor
Si Lectura(T0) = Lectura (T1) no hay flujo

La forma más fácil que se me ocurre es calentar/enfriar el centro de la tubería, luego puede saber en qué dirección fluye el agua al sentir qué extremo de la tubería se está calentando/enfriando.