cavitacion y golpe de ariete

















INDICE
INTRODUCCION…………………………………………3
GOLPE DE ARIETE………………………………………….…4
CALCULO DE GOLPE DE ARIETE…………………………..5
CONSECUENCIAS DE GOLPE DE ARIETE………………..6
CONTROL DE GOLPE DE ARIETE………………...….…….7
CAVITACION……………………………………………………8
DEFINICION………………………………………………...…..8
CUALES SON LOS EFECTOS DEL GOLPE DE ARIETE…9
PROBLEMAS……………………………………………………9
CONTROL DE LACAVITACION…………………………….10
CONCLUSIONES…………………………………………..….12
ANEXOS………………………………………….…………….13
BIBLIOGRAFIA…………………………………………………15















INTRODUCCIÓN
Se exponen en este tema los fenómenos transitorios que por sobrepresión o
Depresión pueden llegar a destruir las instalaciones de fluidos; el golpe de
Ariete y la cavitación.
Detención del flujo del fluido ⇒ sobrepresión ydepresión (golpe de ariete)
• Bajas presiones locales ⇒ vaporización del fluido (cavitación)

Ambos Pueden llegar a destruir la instalación
Hay que controlarlos en el diseño de toda instalación


GOLPE DE ARIETE
El golpe de ariete o pulso de Zhukowski, llamado así por el ingeniero ruso Nikolái Zhukovski es, junto a la cavitación, el principal causante de averías en tuberías e instalacioneshidráulicas.

Fig. 1.- Material destruido por un golpe de ariete
El golpe de ariete (choque hidráulico) es el incremento momentáneo en presión, el cual ocurre en un sistema de agua cuando hay un cambio repentino de dirección o velocidad del agua. Cuando una válvula de rápido cierre, cierra repentinamente detiene el paso del agua que está fluyendo en las tuberías, y la energía de presión estransferida a la válvula y a la pared de la tubería. Las ondas expansivas se activan dentro del sistema. Las ondas de presión viajan hacia atrás hasta que encuentran el siguiente obstáculo sólido, luego continúan hacia adelante, luego regresan otra vez. La velocidad de las ondas de presión es igual a la velocidad del sonido; por lo tanto, su explosión a medida que viaja hacia adelante y hacia atrás,hasta que se disipa por la pérdida de fricción.
Si el golpe de ariete no se controla ocasionaran daños a las tuberías, accesorios, válvulas, etc., causando fugas y reduciendo la vida útil del sistema.
El correcto estudio del golpe de ariete es fundamental cuando se pretende dimensionar una tubería, ya que un error en su cálculo puede conducir a:
1. Un sobredimensionamiento de las condiciones, conlo que la instalación se encarece de forma innecesaria.
2. Tubería calculada por defecto, con el consiguiente riesgo de que se produzca una ruptura.





CALCULO DEL GOLPE DE ARIETE
Si el cierre o apertura de la válvula es brusco, es decir, si el tiempo de cierre es menor que el tiempo que tarda la onda en recorrer la tubería ida y vuelta, la sobrepresión máxima se calcula como
,
Donde: es la velocidad de la onda (velocidad relativa respecto al fluido) de sobrepresión o depresión,
 es la velocidad media del fluido, en régimen,
 es la aceleración de la gravedad.
A su vez, la velocidad de la onda se calcula como:

Donde:
 es el módulo elástico del fluido,
 es la densidad del fluido,
 es el módulo de elasticidad (módulo de Young) de la tubería que naturalmente depende delmaterial de la misma,
 es el espesor de las paredes de la tubería,
 es el diámetro de la tubería.
Para el caso particular de tener agua como fluido:


Esta expresión se llega a la fórmula de Allievi:

Donde se introduce una variable (lambda) que depende del material de la tubería, y a modo de referencia se da el siguiente valor:

El problema del golpe de ariete es uno de los problemasmás complejos de la hidráulica, y se resuelve generalmente mediante modelos matemáticos que permiten simular el comportamiento del sistema.
Las bombas de ariete funcionan gracias a este fenómeno.

CONSECUENCIAS
Este fenómeno es muy peligroso, ya que la sobrepresión generada puede llegar a entre 60 y 100 veces la presión normal de la tubería, ocasionando roturas en los accesorios instalados en...