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FLUENT - Prácticas de simulación numérica de Mecánica de Fluidos

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SISTEMAS DE BOMBEO
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7. TRANSITORIOS EN INSTALACIONES DE BOMBEO
Este capítulo está orientado a dar una pequeña introducción sobre transitorios que permita reconocer las posibles fuent algunos sistemas básicos de cálculo y control.7.1 INTRODUCCIÓN
Los problemas serios de los sistemas de tuberías son los provocados por la cavitación y el funcionamiento no es inexactitudes en las hipótesis del cálculo estacionario -rugosidad, pérdidas singulares, envejecimiento- no suelen tener que una pequeña diferencia entre el caudal real y el calculado. Sin embargo, los transitorios originados durante el tuberías, o por lasvariaciones del flujo debidas a la maniobra de las válvulas, a la parada de las bombas, etc. puede excesivas. Otras veces las sobrepresiones no son peligrosas, pero las fluctuaciones generadas por las ondas refl resonancia con algún elemento del sistema; este es un problema común en centrales hidroeléctricas y en instalacione inadecuadas. En algunas tuberías, sobre todo para las líneas largas en terrenomontañoso, el momento más crítico de inicial; si no se ha previsto adecuadamente, puede que no sea posible poner la tubería en servicio manteniendo las norm 7.1.1 CAUSAS DE LOS TRANSITORIOS Cualquier sistema que contenga un fluido en movimiento puede experimentar pulsaciones de presión cuando el flujo v los cambios de energía cinética se convierten en cambios de presión, que se propagan en forma deondas a través del f Las causas más comunes son: • • • • • • • Maniobra de las válvulas (apertura o cierre). Parada o arranque de bombas y turbinas. El funcionamiento de válvulas anti-retorno, válvulas reductoras de presión, válvulas limitadoras y válvulas de adm Ruptura de tuberías. Aire atrapado en las tuberías. Llenado o vaciado de la instalación. Cambios de carga en centrales hidráulicas.Todos los sistemas de tuberías sufren transitorios. Que éstos sean fuente de problemas depende de su magnitud tuberías para soportar sobrepresiones. Por ejemplo, las tuberías de hormigón no armado únicamente son capace perturbaciones sin romperse, mientras que las de acero suelen soportar sobrepresiones relativamente grandes. 7.1.2 OSCILACIÓN EN MASA Y GOLPE DE ARIETE Los transitorios que comprendencambios lentos se denominan oscilación en masa. Se producen, por ejemplo, duran flujo en una apertura muy lenta de una válvula o con las oscilaciones de nivel en una chimenea de equilibrio. El mé oscilaciones se conoce como teoría de columna rígida y las ecuaciones que plantea son ecuaciones diferenciales o cuenta la compresibilidad del fluido ni la elasticidad de las tuberías; se considera elfluido como un cuerpo rígido. Cuando los cambios de velocidad, y por tanto de presión, ocurren rápidamente, hay que tener en cuenta tanto la compr la elasticidad de la tubería. El fenómeno incluye ondas trasladándose a la velocidad del sonido. Las ecuaciones ah derivadas parciales. Estos transitorios se denominan golpe de ariete . Para comprender mejor este fenómeno, se p brusco de una válvula conintentar parar un tren expreso contra una roca tamaño buque.

7.2 EL GOLPE DE ARIETE
7.2.1 INCREMENTO DE PRESIÓN El incremento de presión resultante de una reducción brusca de la velocidad puede hallarse aplicando la ecuación no es movimiento a un volumen de control sobre la tubería que incluya la zona donde está ocurriendo el cambio.http://www.unioviedo.es/Areas/Mecanica.Fluidos/investigacion/_publicaciones/Libro... 20/10/2010

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Figura 7.1 Transmisión de una onda provocada por una disminución de velocidad

Considerando la tubería horizontal y sin rozamiento (lo que en este caso apenas resta generalidad) de la figura 7.1, un c que reduzca instantáneamente la velocidad en ∆V , viene acompañado...