ciencia ; hidraulico
Páginas: 6 (1308 palabras)
Publicado: 25 de marzo de 2013
EL ARIETE HIDRÁULICO
Taller de Investigación Alternativa
José Manuel Jiménez «Súper»
Con el soporte de
EL ARIETE HIDRÁULICO
Introducción
El ariete hidráulico fue patentado en 1796, por Joseph Montgolfier (17491810), consiste en una máquina que aprovecha únicamente la energía de un
pequeño salto de agua para elevar parte de su caudal a una altura superior. A
partir de su invención,el ariete hidráulico tuvo una amplia difusión por todo el
mundo. Baste decir, a modo de ejemplo, que estuvo presente en las famosas
fuentes del Taj Mahal en la India, o en el Ameer de Afganistán. Con el tiempo
cayó en desuso, sobre todo debido al avance arrollador de la bomba centrífuga.
En la actualidad asistimos a un renacer del interés acerca de este aparato,
debido a que estecnológicamente accesible. eficiente, ecológico y muy
didáctico.
Funcionamiento
El agua se acelera a lo
largo del tubo de alimentación hasta alcanzar una
velocidad suficiente como
para que se cierre la válvula
(A), Figura 1. Entonces se
crea una fuerte presión, al
detenerse
el
agua
Figura 1
bruscamente. Este golpe de
presión abre la válvula (B) y hace pasar un pequeño chorro de agua al depósito(C), hasta que se equilibran las presiones. En ese momento, la gravedad abre la
válvula (A) y se cierra la (B), repitiéndose de nuevo el ciclo. El agua, a cada
golpe de aire hace fluir el agua, con continuidad, por la manguera de elevación.
El ritmo de golpes por segundo suele ser de uno o dos.
Los fontaneros conocen muy bien el golpe de ariete; cuando se cierra
bruscamente un circuitoabierto de agua, toda la tubería se estremece y los
manómetros enloquecen. A menudo se producen roturas por esta causa. El
ariete hidráulico es una máquina que provoca continuos cierres bruscos de un
circuito con agua en aceleración y que aprovecha las sobrepresiones para mandar
parte del caudal a una gran altura.
EL ARIETE HIDRÁULICO
El golpe de ariete
Figura 2
Figura 3
En las figuras2 y 3 se pueden observar los dos momentos del golpe de
ariete.
Rendimiento (R)
El rendimiento del ariete hidráulico representa el porcentaje de agua que se
puede bombear en relación al total de la canalizada por el ariete, y varía en
función del cociente H/h. Al aumentar el valor resultante, el rendimiento
disminuye. En la tabla siguiente puede verse cómo varía el rendimiento energético.H/h =
R
=
2
3
4
6
8
10
12
0,85
0,81
0,76
0,67
0,57
0,43
0,23
EL ARIETE HIDRÁULICO
La altura de elevación (H)
Como puede deducirse de la tabla anterior, a partir de 12 veces la altura (h),
el rendimiento de los arietes disminuye en gran medida. Este detalle no nos ha
de desalentar. Aunque sólo subamos a gran altura un 1% del agua que pasa pornuestro ariete, este funciona las 8.760 horas del año, ¡y sin combustible!
El caudal elevado (q)
Depende del rendimiento (R), el caudal de alimentación (Q), el desnivel de
trabajo (h) y la altura de elevación (H). La ecuación por la que se relacionan es
la siguiente:
q=R·Q·h/H
Por ejemplo: Q (Caudal de alimentación) = 100 litros/minuto
h (desnivel de trabajo) = 3 metros
H (Altura deelevación) = 24 metros
La relación H/h = 8, luego el rendimiento del ariete en estas condiciones
equivale al 57% (0’57).
El caudal elevado q = 0,57 · 100 · 3 / 24 = 7,125 litros/minuto = 10260 l/día.
El caudal de alimentación (Q)
El ángulo de inclinación del tubo de alimentación (α) debe estar entre los
10º y los 45º con la horinzotal. El caudal de alimentación del ariete dependerá
deldiámetro de dicho tubo de acometida. En la siguiente tabla se pueden ver
relacionados estos parámetros, para tubería de hierro galvanizado, que es la
más recomendable para alimentar arietes hidráulicos.
Caudal de alimentación (Q)
Diámetro del tubo
Lit/min
30
1/4
60
1/2
Pulgadas/mm 1 “/35 1 ”/41
90
2”/52
120
250
500
1000
2 ”/70
3”/80
5”/125
8”/200
1/2...
Taller de Investigación Alternativa
José Manuel Jiménez «Súper»
Con el soporte de
EL ARIETE HIDRÁULICO
Introducción
El ariete hidráulico fue patentado en 1796, por Joseph Montgolfier (17491810), consiste en una máquina que aprovecha únicamente la energía de un
pequeño salto de agua para elevar parte de su caudal a una altura superior. A
partir de su invención,el ariete hidráulico tuvo una amplia difusión por todo el
mundo. Baste decir, a modo de ejemplo, que estuvo presente en las famosas
fuentes del Taj Mahal en la India, o en el Ameer de Afganistán. Con el tiempo
cayó en desuso, sobre todo debido al avance arrollador de la bomba centrífuga.
En la actualidad asistimos a un renacer del interés acerca de este aparato,
debido a que estecnológicamente accesible. eficiente, ecológico y muy
didáctico.
Funcionamiento
El agua se acelera a lo
largo del tubo de alimentación hasta alcanzar una
velocidad suficiente como
para que se cierre la válvula
(A), Figura 1. Entonces se
crea una fuerte presión, al
detenerse
el
agua
Figura 1
bruscamente. Este golpe de
presión abre la válvula (B) y hace pasar un pequeño chorro de agua al depósito(C), hasta que se equilibran las presiones. En ese momento, la gravedad abre la
válvula (A) y se cierra la (B), repitiéndose de nuevo el ciclo. El agua, a cada
golpe de aire hace fluir el agua, con continuidad, por la manguera de elevación.
El ritmo de golpes por segundo suele ser de uno o dos.
Los fontaneros conocen muy bien el golpe de ariete; cuando se cierra
bruscamente un circuitoabierto de agua, toda la tubería se estremece y los
manómetros enloquecen. A menudo se producen roturas por esta causa. El
ariete hidráulico es una máquina que provoca continuos cierres bruscos de un
circuito con agua en aceleración y que aprovecha las sobrepresiones para mandar
parte del caudal a una gran altura.
EL ARIETE HIDRÁULICO
El golpe de ariete
Figura 2
Figura 3
En las figuras2 y 3 se pueden observar los dos momentos del golpe de
ariete.
Rendimiento (R)
El rendimiento del ariete hidráulico representa el porcentaje de agua que se
puede bombear en relación al total de la canalizada por el ariete, y varía en
función del cociente H/h. Al aumentar el valor resultante, el rendimiento
disminuye. En la tabla siguiente puede verse cómo varía el rendimiento energético.H/h =
R
=
2
3
4
6
8
10
12
0,85
0,81
0,76
0,67
0,57
0,43
0,23
EL ARIETE HIDRÁULICO
La altura de elevación (H)
Como puede deducirse de la tabla anterior, a partir de 12 veces la altura (h),
el rendimiento de los arietes disminuye en gran medida. Este detalle no nos ha
de desalentar. Aunque sólo subamos a gran altura un 1% del agua que pasa pornuestro ariete, este funciona las 8.760 horas del año, ¡y sin combustible!
El caudal elevado (q)
Depende del rendimiento (R), el caudal de alimentación (Q), el desnivel de
trabajo (h) y la altura de elevación (H). La ecuación por la que se relacionan es
la siguiente:
q=R·Q·h/H
Por ejemplo: Q (Caudal de alimentación) = 100 litros/minuto
h (desnivel de trabajo) = 3 metros
H (Altura deelevación) = 24 metros
La relación H/h = 8, luego el rendimiento del ariete en estas condiciones
equivale al 57% (0’57).
El caudal elevado q = 0,57 · 100 · 3 / 24 = 7,125 litros/minuto = 10260 l/día.
El caudal de alimentación (Q)
El ángulo de inclinación del tubo de alimentación (α) debe estar entre los
10º y los 45º con la horinzotal. El caudal de alimentación del ariete dependerá
deldiámetro de dicho tubo de acometida. En la siguiente tabla se pueden ver
relacionados estos parámetros, para tubería de hierro galvanizado, que es la
más recomendable para alimentar arietes hidráulicos.
Caudal de alimentación (Q)
Diámetro del tubo
Lit/min
30
1/4
60
1/2
Pulgadas/mm 1 “/35 1 ”/41
90
2”/52
120
250
500
1000
2 ”/70
3”/80
5”/125
8”/200
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