Bomba de Ariete

UNIVERSIDAD NACIONAL

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

“SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”

HIDRÁULICA

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INTRODUCCION

El ariete hidráulico fue patentado en 1796, por Joseph Montgolfier (1749-1810), 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 ari ete 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 es tecnológicamente accesible. Eficiente, ecológico y muy didáctico. Una bomba de ariete o ariete hidráulico es una bomba hidráulica cíclica que utiliza la energía la energía cinética de un un golpe de ariete sobre un fluido para subir una parte de ese fluido ese fluido a un nivel superior. No necesita por lo tanto aporte de otra energía exterior.

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OBJETIVOS Realizar la construcción del golpe de ariete. Medir la eficiencia del golpe de ariete.

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MARCO TEORICO GOLPE DE ARIETE

3.1

DEFINICION Según (MANUEL JIMENEZ, 2017) Un golpe de ariete es una máquina hidráulica desprovista de motor, capaz de aprovechar la energía potencial que posee una cantidad de fluido gracias a la sobrepresión producida por el fenómeno del golpe de ariete, para elevar una parte de ese fluido a una altura considerablemente mayor.

3.2

PARTES DE UNA INSTALACIÓN DE BOMBA DE ARIETE INSTALACION DE BOMBA DE ARIETE

Fuente: (MANUEL JIMENEZ, 2017)

3.2.1 Fuente de alimentación (1) Fuente continua de agua, que normalmente será un río al que le será devuelta unos metros más abajo el agua descargada por la bomba de ariete. Esta fuente tendrá que proporcionar agua a una altura H por encima del nivel al que se encuentre la bomba de ariete.

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3.2.2 Tubería de alimentación (2) Tubería larga y rígida que une el depósito de alimentación con la bomba de ariete. Por esta tubería el fluido se va acelerando para llegar a la bomba de ariete con cierta velocidad.

3.2.3 Tubería de salida o de elevación (3) Tubería más estrecha que la de alimentación, por la que el agua se elevará hasta la altura deseada, h.

3.2.3.1 Válvula de NR (No Retorno). También llamada anti-retorno, es una válvula que sólo permite el paso de fluido en uno de los dos sentidos.

3.2.3.2 Válvula de choque. Esta válvula comunicará el resto de la bomba de ariete con el exterior, y su función será dejar salir el agua al exterior durante unos instantes.

3.2.3.3 Caja de válvulas. Esta parte de la bomba es la zona de unión de la tubería de alimentación con las dos válvulas.

3.2.3.4 Cámara de aire o pulmón. Es un pequeño depósito (vaso de expansión) que debe haber inmediatamente después de la válvula de NR, y antes de la tubería de elevación, que contendrá un colchón de aire.

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FUENTE: (MANUEL JIMENEZ, 2017)

3.3

FUNCIONAMIENTO (Manuel, s.f.); menciona que: El agua se acelera a lo largo del tubo de alimentación hasta alcanzar una velocidad suficiente como para que se cierre la válvula (A). Entonces se crea una fuerte presión, al detenerse el agua 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 circuito abierto de agua, toda la tubería se estremece y los manómetros enloquecen. A menudo se producen roturas por esta causa. El ariete pág. 5




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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.

FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA DE ARIETE

FUENTE: (Manuel, s.f.)

3.4

RENDIMIENTO DE LA BOMBA DE ARIETE 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.

3.5

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:

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q=R·Q·h/H Q: Caudal de alimentación h : desnivel de trabajo H: Altura de elevación

3.6

CAUDAL DE ALIMENTACION Q El ángulo de inclinación del tubo de alimentación (Ө) debe estar entre los 10º y los 45º con la horizontal. En la siguiente tabla se pueden ver relacionados estos parámetros, para tubería de hierro galvanizado, que es la más recomendable para alimentar arietes hidráulicos.

Hay que tener en cuenta que el agua que se acelera en el tubo de alimentación, es la que provoca el “golpe de ariete”, por lo que este ha de tener una longitud, inclinación y diámetro adecuados, sin curvas ni estrechamientos que provoquen pérdidas de carga por rozamiento.

3.7

INSTALACION EXPERIMENTAL El objeto de esta parte práctica del proyecto es la construcción de la bomba de ariete.

3.7.1 MATERIALES 1 Llave de paso ½ pulg 6 Niples ½ pulg 2 te 1pulg 4 codo de 90° ½ pulg 1 Reductor tipo campana 1pulg 1 llave de paso ½ pulg 1 válvula check de pie ½ pulg 1 válvula check de paso ½ pulg pág. 7




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3.8

VENTAJAS Y DESVENTAJAS 3.5.1. VENTAJAS   

No requiere electricidad, combustible ni mano de obra para su funcionamiento Es más económico que las bombas de motor o eléctricas. Los golpes de ariete, tienen grandes ventajas sobre las centrifugas, entre las que destacamos las siguientes: 1.- Es ecológica. 2.- No requiere de energía eléctrica. 3.- Es didáctica.

3.5.2. DESVENTAJAS 

Entre las más comunes, tenemos: 1.- El aprovechamiento del agua no es del 100%. 2.- No trabajan a la misma velocidad que una centrifuga. 3.- No tiene el mismo rendimiento en cuanto a caudal elevado se refiere. 4.- Se tiene que adaptar un suministro de agua a una altura superior.

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