Informe 3 Hidraulicaa


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














INFORME DE LABORATORIO N°3
Bomba de ariete hidráulico

CI4101 – Hidráulica






Nota Informe Preliminar:





Nota Informe Final:





Observaciones:




Sección:

Nombres:



Ayudante encargado:

Fecha de realización:
Fecha de entrega:




01

Daniel Carvajal
NicolásEscobar
Gonzalo Molina

Rodrigo Zamorano

9 de Octubre de 2012
16 de Octubre de 2012
Índice

Introducción 3
Objetivos 3
Metodología 4
Cálculos y resultados 6
Conclusiones y análisis de resultados 13

































Introducción

Las bombas son piezas de ingeniería diseñadas para elevar aguas. Se sabe que el efecto de las bombas se cuantifica como un trabajo externo ejercido sobre elsistema termodinámico, que queda descrito por una potencia entregada al sistema, de manera que al plantear la altura de energía, Bernoulli, entre los puntos aguas arriba y debajo de la bomba se tiene que la energía es mayor aguas debajo de la bomba, que aguas arriba de ésta.
Ahora bien, esto en la actualidad es muy conocido. Sin embargo, el hombre dentro de la historia ha tenido que abastecerse detécnicas y conocimientos para superar las dificultades y/o necesidades que le presenta tanto la naturaleza y el desarrollo.
El suministro de agua ha sido tradicionalmente unos de los principales problemas asociados a las actividades productivas agrícolas, pecuarias e incluso sociales. La infraestructura necesaria para la conducción del líquido siempre implica altos costos iniciales además de losconsabidos costos energéticos permanentes que implica el uso de bombas.
En 1797, Joseph Montgolfier, crea la bomba de ariete hidráulico, que funciona elevando agua, pero esta vez sin un trabajo externo (caso de bombas) sino que mediante el aprovechamiento de la energía del flujo con un régimen impermanente que produce la condición de borde de cierre y apertura brusca de válvula, generando unacondición del flujo en un alza en la presión que es aprovechada para elevar agua.
Para que se entienda teóricamente el cierre de la válvula genera una disminución en la velocidad del flujo y un aumento en la presión que se propaga aguas arriba. Esta alza en la presión depende del tiempo de cierre de la válvula (que determina finalmente la magnitud de la sobrepresión), la velocidad de la onda depresión, la velocidad inicial de flujo y la longitud de la tubería.

Objetivos

El objetivo de este informe de laboratorio, es entender el funcionamiento de la bomba de ariete hidráulico mediante la explicación teórica y la influencia que tiene el régimen impermanente del agua en este caso frente al cierre brusco de la válvula. Para esto se observa y analiza también el rendimiento que tiene estetipo de elevamiento de agua en relación a la potencia del caudal que eleva, y el caudal total disponible. También es posible cuantificar la importancia que tiene la frecuencia de cierre de la válvula en el funcionamiento del sistema.







Metodología


Figura 1. Montaje experimental del ariete hidráulico.

En la Figura 1. Se observa el montaje experimental dispuesto para el experimento. Lainstalación consta de dos recipientes que muestran las alturas de trabajo (3) y elevación del sistema (13). Entonces, el inicio de la experiencia comienza al dar un caudal Qt al sistema que hace ingreso por una tubería (1), y que se puede regular previo a su ingreso en el recipiente (3) mediante una válvula en (2). La altura en este recipiente se denomina altura de trabajo y es necesaria para generar unflujo que va desde el recipiente hacia un bloque de válvulas en (8), donde este caudal también puede ser regulado con una válvula en (7). Este bloque de válvulas define el comportamiento del ariete hidráulico. En (9) se encuentra la válvula de impulsos con contrapeso, esta responde frente a la variación de la velocidad del flujo, permitiendo el paso de agua a baja velocidad, y una vez que ésta...