Efecto de los transitorios y su reducción

EFECTO DE LOS

TRANSITORIOS
Y SU PROTECCIÓN

PROBLEMA 1

A) Elegir el material de la tubería, la bomba y la válvula antiretorno a montar,
determinando en estado estacionario que caudal se trasiega.
La bomba seleccionada debe salvar la pared de la factoría con una cota de 110 m.

Escogemos la bomba superior, es decir la de ∅285.
Así, obtenemos una Hb de 115 mca.
Como no hay pérdidaspor fricción en la tubería Hc = HB

Se produce cavitación en el punto C, por tanto introducimos una válvula en el tramo C-B para
evitar dicha cavitación.
La válvula introducirá unas pérdidas de 30 mca, así la presión en el punto C sería de 0 mca.

Buscaremos una válvula que introduzca al menos 30 mca.

Φ3"
Φ4"

205

Φ6"

505

Φ8"

830

Φ10"

∅

120

1280

La aperturade la válvula es 65% y el diámetro ∅3”
El material utilizado para la tubería será el polietileno. (E = 0.8 · 109 GPa)
Una vez seleccionada la bomba, la tubería y la válvula en B. ya que la altura proporcionada por
la bomba es 115 y no 110, pasara más caudal del demandado, así que debemos poner una
válvula reguladora en A, para ajustar el caudal a 25 l/s.
Para que el caudal trasegado sea 25l/s, añadiremos una válvula reguladora de caudal.
Las pérdidas en el tramo A – A’: serán:

Válvula antiretorno del catálogo
Caudal = 25 l/s, DN 110,

Φ3"

120

Φ4"

205

Φ6"

505

Φ8"

830

Φ10"

1280

∅
Válvula en apertura en “v”. El diámetro seleccionado es Φ3" y la apertura de la válvula es del
62%.

Ya que el problema inicial con el punto C (110 m), resultaba muycomplicado a la hora
de calcular el transitorio, lo eliminamos y el problema consiste ahora en dos depósitos
unidos por una tubería de 1000 m. Por tanto seguiremos los mismos pasos que en el
apartado anterior, para hallar de nuevo la bomba y las válvulas.

La altura necesaria en este
caso es 80 m, así que la
bomba que seleccionamos
es de ∅255, que nos
proporcionará 88 mca de
altura.El diámetro nominal de la tubería es 110.

Esta tubería no será capaz de soportar la sobrepresión del transitorio más severo.
Por tanto seleccionamos la de mayor Presión nominal.
∅110, e = 12.3 mm, PN20

La velocidad del caudal es muy grande, pero con Presiones nominales más pequeñas, la
sobrepresión que aguanta la tubería es demasiado pequeña comparado con el pulso de
Joukoswky.
Laválvula antiretorno, modelo Belgicast BV – 05 – 39 introducirá en este caso, según la
gráfica del apartado anterior, unas pérdidas de 0.8 mca.
Entonces seleccionamos ahora la válvula reguladora de caudal, las pérdidas de ésta serán:

∅
∅

Apertura aceptable, por tanto la válvula seleccionada es de apertura en “v”, diámetro 6”,
grado de apertura 49%.
APARTADO B
ESTUDIAR EL TRANSITORIO QUE SEESTABLECE SI EN UN MOMENTO DETERMINADO LA
BOMBA PIERDE LA ALIMENTACIÓN, (CIERRE INSTANTÁNEO). DETERMINAR LAS PRESIONES
MÁXIMAS Y MÍNIMAS.

Método de las características

Recta característica Negativa
HA (t ) = HB (t – 1) - Ca · QB(t – 1) + Ca · QA (t)
Recta característica Positiva
HB (t) = HA (t - 1) + Ca · QA(t – 1) + Ca · QB (t)

Las condiciones iniciales son:
= 80 mca

La presiónmáxima del transitorio es 209.5181 mca, y la mínima -49.5181 mca.
La sobrepresión del transitorio ha de ser la misma que el pulso de Joukowsky.

Δt

QA

QB

HA

HB

0

0,025

0,025

80

80

3,435054

0

0,025

-49,51819815

80

6,87010801

0

-0,025

-49,51819815

80

10,305162

0

-0,025

209,5181981

80

13,740216

0

0,025209,5181981

80

17,17527

0

0,025

-49,51819815

80

20,610324

0

-0,025

-49,51819815

80

24,045378

0

-0,025

209,5181981

80

27,480432

0

0,025

209,5181981

80

30,915486

0

0,025

-49,51819815

80

34,35054

0

-0,025

-49,51819815

80

MÉTODO DE GRÁFICO DE SCHNYDER-BERGERON

CONDICIONES INICIALES
Q0= 0.025 m3/s
H0 = 80 mca...