Golpe De Ariete

1. INTRODUCCIÓN
El estudio del golpe de ariete es muy importante en la ingeniería debido a que ocasiona daños en sistemas hidráulicos mal proyectados, y esto requiere necesariamente buscar la forma de evitar o disminuir sus efectos. De igual manera sirve de base para el cálculo o selección de la tubería más adecuada para un sistema hidráulico.
En el estudio de este fenómeno hay que tomar dosconsideraciones precisas:
1. El fluido es incompresible
2. El fluido es régimen permanente.
Las características del golpe de ariete y sus efectos varían de un sistema a otro, sin embargo coinciden en que es una onda de presión u elástica que inicialmente se propaga en sentido contrario al fluido, luego regresándose así sucesivamente. [1]
Se llama golpe de ariete a una modificación de lapresión en una conducción debida a la variación del estado dinámico del líquido. En las paradas de las bombas, en el cierre de las válvulas, se produce esta variación de la velocidad de la circulación del líquido conducido en la tubería. La presión máxima que soporta la tubería, (positiva o negativa), será la suma o resta del incremento del valor del golpe de ariete a la presión estática de dichaconducción. La fuerza de inercia del líquido en estado dinámico en la conducción, origina tras el cierre de válvulas, unas depresiones y presiones debidas al movimiento ondulatorio de la columna líquida, hasta que se produzca el paro de toda la masa líquida. Las depresiones o sobrepresiones empiezan en un máximo al cierre de válvulas o parada del motor, disminuyendo hasta el final, en quedesaparecerán, quedando la conducción en régimen estático. En el valor del golpe de ariete influirán varios factores, tales como la velocidad del tiempo de parada, que a su vez que a su vez puede ser el cierre de la válvula de compuerta o el paro del motor. Otros factores serían: la velocidad del agua dentro de la conducción, el diámetro de la tubería. Para evitar este incremento del golpe de ariete osobrepresión creada, se instalarán varios elementos como: Válvulas de retención, calderines de aire, chimeneas de equilibrio, válvulas anti ariete. [2]
2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo general:
* Estudiar las fluctuaciones de la presión causadas por el estrangulamiento rápido de una corriente líquida.

2.2 Objetivo específicos:
* Analizar la influencia del caudal en el efecto del golpe deariete.

3. MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS

3.1 Equipos utilizados:

* Tanque de Alimentación

* Chimenea
Apreciación ± 0.01 pie
Capacidad: 8.1 pie

* Cilindro Graduado
Apreciación ± 20 ml
Capacidad: 2000 ml

* Válvulas (Gradual y de estrangulamiento rápido)

* Cronometro
Apreciación: ± 0.01seg

* Escalera

3.2 Materiales utilizados:
* Agua4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1) Se abrió la válvula de alimentación de las tuberías de agua.

2) Se ajustó un caudal con la válvula completamente abierta (caudal mayor).

3) Se realizaron tres tomas para un determinado tiempo con un cilindro graduado y así obtener un caudal promedio.

4) Mediante la válvula de estrangulamiento se cerró el paso del fluido y se procedió ainiciar el cronómetro.

5) Se tomaron nota de las marcas de las fluctuaciones en la chimenea, tomando el tiempo de cada una de ellas hasta que se estabilizó el líquido.

6) Se ajustó un nuevo caudal (caudal medio) y se repite del paso 3 al 5.

7) Se repitió el paso 6 con un nuevo caudal (caudal menor).

8) Se realizó una tabla con los datos obtenidos.

5. RESULTADOS
Tabla5.1 Datos experimentales
Caudal Nº1 | Caudal Nº2 | Caudal Nº3 |
Tiempo(s) | ∆Altura (pie) | Tiempo(s) | ∆Altura (pie) | Tiempo(s) | ∆Altura (pie) |
28.28 | 0,12 | 25.88 | 0,12 | 20.74 | 0,13 |
10.91 | -0,06 | 10.88 | -0,07 | 30.71 | -0,06 |
2.05 | 0,04 | 9.94 | 0,05 | 41.93 | 0,06 |
6.05 | -0,11 | 12.04 | -0,03 | 54.15 | -0,02 |
11.77 | 0,02 | 9.52 | 0,02 |...