Informe 3 Hidraulica


Universidad de Chile
Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas
Laboratorio de Fluidodinámica y Procesos








INFORME DE LABORATORIO Nº 3
“Bomba de Ariete Hidráulico”

CI4101-1 – Hidráulica


Nota Informe Preliminar:



Nota Informe Final:



Observaciones:

Sección: 1
Nombres:



Ayudante encargado:

Fecha de realización:
Fecha de entrega:

Walter Navarrete
Luis Ramiro Pinto
Alan RabyJaime Vergara

10/05/13
17/05/13



1. Introducción:

El presente informe, corresponde a la obtención, presentación, tratamiento e interpretación de los datos obtenidos mediante la realización del Laboratorio Número 3 del curso de Hidráulica, impartido por el Departamento de Ingeniería Civil de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile en el transcurso del semestre deotoño del año 2013.

A grandes rasgos, dicho laboratorio trata sobre el comportamiento de una bomba de ariete hidráulico, para observar cómo se relaciona el caudal y la eficiencia.

La bomba de ariete hidráulico, inventada en el siglo XVIII, la que funciona con su propia energía de flujo y no necesita el uso de algún tipo de energía externa, debido a su sencillez es muy adecuada para lugares remotosdonde no hay acceso a energía eléctrica u otro tipo de energías. Fue muy utilizada en el siglo XIX hasta la llegada de la energía eléctrica. Debido a que no necesita energía externa es muy interesante su funcionamiento, por lo que en este laboratorio, la estudiaremos para distintos casos y así obtendremos la eficiencia de esta.

Marco Teórico:

Teorema de cantidad de movimiento escrito en términode cotas piezométricas:


Dónde:
, diferencia de altura entre los estanque de origen y destino.
, velocidad de propagación de las ondas de presión en las tuberías del sistema.
, aceleración de gravedad.
, variación de velocidad.

Fórmulas para el grado de efectividad de la bomba:









Dónde:
, es la potencia aprovechada por la bomba.
, es la potencia total disponible.
, es el grado deefectividad de la bomba.
, es el peso específico del fluido.
, es el caudal total empleado para alimentar la bomba.
, es el caudal impulsado por la bomba de ariete.
, altura del estanque donde proviene el agua, estanque 1.
, diferencia de niveles entre los estanques de origen y destino.
2. Objetivos

2.1. Determine cómo varía el grado de efectividad de la bomba y la relación de caudal usado Qt ybombeado Qb, al ajustar diferentes parámetros de la instalación (caudal entrante, peso y recorrido del husillo de la válvula de impulsos, nivel del depósito receptor, contenido de la cámara de aire, etc.). Reconozca aquellos parámetros que afectan el fenómeno y que no pueden ser modificados en el montaje experimental.

2.2. Compare los tiempos de apertura y cierre de la válvula de impulsos con elperíodo de las ondas que viajan dentro de la tubería. Concluya en función de cómo esta relación afecta la magnitud del golpe de ariete, y cómo se pueden controlar para mejorar la eficiencia de la bomba.

2.3. Analice las ventajas y desventajas de este tipo de bomba, comparada con otras existentes.

2.4. Investigue sobre recomendaciones para el diseño y operación de bombas de ariete hidráulico.

3.Metodología:
La instalación experimental asociada a la bomba de ariete hidráulico consistió en un sistema con 2 estanques, una válvula de impulsos por contrapeso y una cámara de aire, que se muestra en la figura 1, el primer estanque es llenado mediante un bomba y su caudal es regulado mediante una válvula, este estanque tiene una altura máxima gracias a un desagüe que tiene dentro, este estanquese conecta con la bomba de ariete mediante una tubería curvada que también posee una válvula para controlar el caudal que sale del estanque, la válvula de impulsos por contrapeso se conecta a la cámara de aire y esta a su vez al segundo estanque, que está a una altura mayor, mediante una tubería; el segundo estanque posee un desagüe para regular la altura del agua. La válvula de impulsos por...