golpe de ariete y cavitacion en tuberias
Páginas: 12 (2818 palabras)
Publicado: 3 de abril de 2013
Objetivo:
El objetivo de este trabajo es el de realizar un análisis sobre el fenómeno físico de la cavitación y el golpe de ariete, describiremos los temas así como los efectos de ésta sobre instalaciones comunes, por ejemplo, el estudiante deberá tener conocimiento sólido y firme sobre la altura necesaria a la cual se debe instalar una bomba para evitar el efecto dela cavitación en nuestrainstalación, el diseño de las tuberías a su entrada y salida para evitar efectos de cavitación al fluir un fluido por ésta, también las condiciones que deberán cumplir las válvulas para evitar la cavitación, así como ejemplos y aplicaciones de la misma, que más que aplicaciones serían efecto que causa la cavitación en el sistema que estemos estudiando y las razones por la cual el ingeniero debeevitar la presencia de este fenómeno, comprenderemos las causas y efectos de la manera más detallada posible. Así pues, al término de este trabajo, el estudiante deberá tener los conocimientos necesarios para poder encarar a este fenómeno a la hora de realizar algún diseño o un estudio en un sistema por el cual se puede hacer presente la cavitación
La cavitación ensistemas de tuberías.
¿Qué es la cavitación?
Es un fenómeno físico mediante el cual un liquido, en determinadas condiciones, pasa a estado gaseoso y unos instantes después pasa nuevamente a estado liquido.
Condiciones de la tubería a la entrada y salida para evitar la cavitación.
La cavitación se hace presente en tuberías, la manera en que vamos a detectar los efectos de la cavitaciónen una tubería es por medio de los siguientes fenómenos:
-Ruidos y golpeteos en la tubería.
-Vibración en el conducto.
-Erosión en el material.(Daño principal debido a la cavitación)
En las tuberías se da un efecto fundamentado en la cavitación llamado “Implosión de burbujas de vapor”. Que es un fenómeno que consiste en la formación de burbujas de vapor que se deformar al incrementarse lapresión y finalmente implotan y desaparecen. Esto se presenta sólo si en un cierto punto la presión se encuentra por debajo de la presión de vapor, ya que es aquí cuando el agua puede evaporarse. Al punto donde la presión decrece considerablemente ya que la energía total es constante, se le llama “Vena contracta”.
Ahora, conforme una burbuja fluye en la tubería, la burbuja se va deformando, esdecir, Al cambiar de estado gaseoso a líquido, las burbujas de vapor se colapsan súbitamente (implotan) y esto produce que el agua que las rodea se acelere hacia el interior de las mismas formando una especie de hendidura.
La implosión de las burbujas originará un micro-chorro que golpeará las paredes del cuerpo de la válvula o de la tubería a muy alta velocidad, por lo general a una velocidadmayor a 1000 m/s, causando picos de presión de hasta 10000 bares, que es lo que erosiona al material a nivel molecular. ¿Cuando aparece la cavitación en las tuberías? Las condiciones para que se presente la cavitación en las tuberías son:-Alta presión en el sistema.-Baja contrapresión.-Alta velocidad del fluido. Ahora las condiciones a la entrada, trayecto y salida de tuberías para evitar lacavitación deben ser:-La tubería de succión debe ser la más corta posible, evitándose al máximo, piezas especiales como curvas, codos, etc.-La tubería de succión debe ser siempre ascendente hasta alcanzar la bomba. Se pueden admitir pequeños tramos perfectamente horizontales.-Para la tubería se adoptan diámetros mayores con el objeto de reducir las pérdidas de carga. El diámetro de la tubería de succióndebe ser tal que la velocidad en su interior no supere los valores especificados en la tabla.
Alturas máximas de succión:
La pérdida de carga por fricción a lo largo de la tubería de succión puede calcularse mediante la fórmula de Hazen–Williams
V=0.355D^0.63 x Sf^0.54
Donde:V = Velocidad media, m/s
D = Diámetro, m
Sf = Pérdida de carga unitaria, m/m
-Cuando el diámetro de la...
El objetivo de este trabajo es el de realizar un análisis sobre el fenómeno físico de la cavitación y el golpe de ariete, describiremos los temas así como los efectos de ésta sobre instalaciones comunes, por ejemplo, el estudiante deberá tener conocimiento sólido y firme sobre la altura necesaria a la cual se debe instalar una bomba para evitar el efecto dela cavitación en nuestrainstalación, el diseño de las tuberías a su entrada y salida para evitar efectos de cavitación al fluir un fluido por ésta, también las condiciones que deberán cumplir las válvulas para evitar la cavitación, así como ejemplos y aplicaciones de la misma, que más que aplicaciones serían efecto que causa la cavitación en el sistema que estemos estudiando y las razones por la cual el ingeniero debeevitar la presencia de este fenómeno, comprenderemos las causas y efectos de la manera más detallada posible. Así pues, al término de este trabajo, el estudiante deberá tener los conocimientos necesarios para poder encarar a este fenómeno a la hora de realizar algún diseño o un estudio en un sistema por el cual se puede hacer presente la cavitación
La cavitación ensistemas de tuberías.
¿Qué es la cavitación?
Es un fenómeno físico mediante el cual un liquido, en determinadas condiciones, pasa a estado gaseoso y unos instantes después pasa nuevamente a estado liquido.
Condiciones de la tubería a la entrada y salida para evitar la cavitación.
La cavitación se hace presente en tuberías, la manera en que vamos a detectar los efectos de la cavitaciónen una tubería es por medio de los siguientes fenómenos:
-Ruidos y golpeteos en la tubería.
-Vibración en el conducto.
-Erosión en el material.(Daño principal debido a la cavitación)
En las tuberías se da un efecto fundamentado en la cavitación llamado “Implosión de burbujas de vapor”. Que es un fenómeno que consiste en la formación de burbujas de vapor que se deformar al incrementarse lapresión y finalmente implotan y desaparecen. Esto se presenta sólo si en un cierto punto la presión se encuentra por debajo de la presión de vapor, ya que es aquí cuando el agua puede evaporarse. Al punto donde la presión decrece considerablemente ya que la energía total es constante, se le llama “Vena contracta”.
Ahora, conforme una burbuja fluye en la tubería, la burbuja se va deformando, esdecir, Al cambiar de estado gaseoso a líquido, las burbujas de vapor se colapsan súbitamente (implotan) y esto produce que el agua que las rodea se acelere hacia el interior de las mismas formando una especie de hendidura.
La implosión de las burbujas originará un micro-chorro que golpeará las paredes del cuerpo de la válvula o de la tubería a muy alta velocidad, por lo general a una velocidadmayor a 1000 m/s, causando picos de presión de hasta 10000 bares, que es lo que erosiona al material a nivel molecular. ¿Cuando aparece la cavitación en las tuberías? Las condiciones para que se presente la cavitación en las tuberías son:-Alta presión en el sistema.-Baja contrapresión.-Alta velocidad del fluido. Ahora las condiciones a la entrada, trayecto y salida de tuberías para evitar lacavitación deben ser:-La tubería de succión debe ser la más corta posible, evitándose al máximo, piezas especiales como curvas, codos, etc.-La tubería de succión debe ser siempre ascendente hasta alcanzar la bomba. Se pueden admitir pequeños tramos perfectamente horizontales.-Para la tubería se adoptan diámetros mayores con el objeto de reducir las pérdidas de carga. El diámetro de la tubería de succióndebe ser tal que la velocidad en su interior no supere los valores especificados en la tabla.
Alturas máximas de succión:
La pérdida de carga por fricción a lo largo de la tubería de succión puede calcularse mediante la fórmula de Hazen–Williams
V=0.355D^0.63 x Sf^0.54
Donde:V = Velocidad media, m/s
D = Diámetro, m
Sf = Pérdida de carga unitaria, m/m
-Cuando el diámetro de la...
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