hidraulica golpe de arite




INDICE
















Introducción


En este trabajo se investiga la influencia de la velocidad de cierre de la válvula en el desarrollo del golpe de ariete en un sistema simple, con fricción. El golpe de ariete se manifiesta como fluctuaciones de presión en conducciones. Estos transitorios pueden causar variaciones de presión tan amplias que invalidan las suposicionesde homogeneidad y continuidad. Las propiedades mecánicas de la pared de la conducción influencian significativamente la intensidad y velocidad de propagación de estas ondas de presión.


Hasta hace algunos años, los ingenieros hidráulicos utilizaban fórmulas como la de Bresse para el cálculo del diámetro de una impulsión:
D = 1,5. Q0, 5
Este tipo de fórmulas, al no considerar los costosde operación, dan valores de diámetros relativamente grandes, que conducen el líquido bombeado con velocidades bajas (menores a 1m/s).
Otro método expeditivo muy utilizado consiste en fijar una velocidad de escurrimiento (según la propia experiencia del proyectista) y, a partir de la ecuación de continuidad, determinar un valor de diámetro.
Se percibe entonces la necesidad de contar con unmétodo que tenga en cuenta los factores intervinientes en un sistema de bombeo para la determinación del diámetro económico de la cañería de impulsión de los sistemas de bombeo.


GOLPE DE ARIETE.
El fenómeno del golpe de ariete se conoce desde hace tiempo. La circulación de fluidos en tuberías es intrínsecamente un proceso transitorio que presenta cambios en los flujos de entrada y salida, ya seapor arranque y parada de bombas y compresores, cambios de las condiciones de trabajo, así como también cambios en la composición de los fluidos que recorren la línea y la variación de la temperatura con las condiciones ambientales.
La desaceleración rápida produce un incremento de presión aguas arriba de la obstrucción, así la energía cinética se transforma en energía potencial que lleva a unaumento temporal de presión. Aguas abajo de la obstrucción, el transiente pueden causar una caída de la presión en las tuberías lo suficientemente grande como para invalidar la suposición de homogeneidad y continuidad del fluido al generarse burbujas de gas o vapor en el seno del fluido. Las propiedades mecánicas del material de la pared y la rigidez de los apoyos de la cañería pueden influirsignificativamente en la intensidad de las oscilaciones de presión. La amplitud de la primer depresión aguas abajo de la obstrucción es prácticamente tan alta como la amplitud de la sobrepresión aguas arriba de la obstrucción
Estos hechos indican que un modelo útil para describir el flujo en tuberías debe ser un modelo transiente, eso es, debe resolver las ecuaciones de flujo dependientes del tiempo.Sin embargo, habitualmente se usa el modelo de flujo estacionario para el diseño de tuberías.
La calibración y supervisión de sistemas hidráulicos requieren conocimiento detallado de la atenuación, forma y frecuencia del transitorio. El uso de métodos analíticos avanzados permite ajustar los márgenes de seguridad de un diseño mediante información apropiada referida al transiente hidráulicoesperado.
Las computadoras permiten ejecutar programas de simulación, sin embargo el análisis del fenómeno transiente de presión mediante técnicas numéricas es relativamente nuevo. Independientemente del modelo numérico usado, un programa de análisis debe ser fiable, y eficaz. Así, un programa debe validarse con resultados experimentales o con algún criterio conocido y debe poder representar una gamaamplia de condiciones de contorno. Finalmente, el comportamiento de sus elementos se debe poder representar mediante modelos numéricos adecuados y robustos, es decir, sin distorsionar el modelo matemático.
Además de los sistemas de tuberías para transportar agua, el golpe de ariete se puede presentar de igual manera en los sistemas de recuperación de condensado (es decir circulación de agua)...