Descripción: Trabajo de investigación de fenomenos fisicos que afectan las redes de sistemas hidraulicos
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Dispositivo de ensayo para la medición del Golpe de ArieteDescripción completa
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Informe de Mecanica de Fluidos
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Descripción: Trabajo Monografico
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Descripción: EN este informe se habla acerca del golpe ariete, asi como los diferentes tipos de tuberias en la cual interviene el golpe ariete
Hoja de cálculo del Golpe de Ariete - Metodo de Allievi.Descripción completa
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PRACTICA Nº 15 GOLPE DE ARIETE Y CHIMENEA DE EQUILIBRIO
HARRY VARGAS RAMIREZ ANDRES FELIPE IDROBO SAMBONI PRESENTADO A: ING. MARIA JIMENA PAREDES
UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE HIDRÁULICA POPAYÁN 2006
OBJETIVOS
Estudiar el golpe de ariete con y sin chimenea de equilibrio.
Conocer las características del golpe de ariete en una conducción con chimenea de equilibrio.
Esquema 3. Diagrama del equipo utilizado para la práctica de golpe de ariete PROCEDIMIENTO GOLPE DE ARIETE 1. Se llena el tanque de carga hasta una altura constante coincidiendo con el tubo de rebose superior, manteniendo cerrada la válvula al final de la tubería. 2. Se marca con tiza el nivel estático en la chimenea de equilibrio. 3. Se hace circular un caudal, hasta que se estabilizara el flujo y se marcó con tiza el nivel del agua en la chimenea de equilibrio, que corresponde al nivel estático. 4. Se afora el caudal a la salida de la tubería y seguidamente se cierra rápidamente la válvula al final de la tubería y se marcó con tiza las sobre presiones y las sub-presiones en la chimenea de equilibrio, al mismo tiempo
que se mide con un cronómetro los tiempos de oscilación en la chimenea de equilibrio. CÁLCULOS Y RESULTADOS A continuación se presentan los datos recolectados en el laboratorio: Tabla 1. Datos del sistema. CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA Material de la tubería Hierro Longitud 6.53 m. Diámetro interno 0.046 m. Diámetro externo 0.053 m. Temperatura del agua 19 ºC Tabla 2. Datos de la práctica Tiempo(t) Altura(h) seg cm H(cm.) hf 1MAX 2MIN 3MAX 4MIN 5MAX 6MIN 7MAX 8MIN 9MAX 10MIN
2.61 2.92 3.35 2.81 3.49 3.14 3.42 3.40 2.92 3.38
59.6 42.1 35 23.9 23.4 17.2 17 12.7 12.3 10.3
Calculo de caudal Para calcular el caudal se aforo.
2320cm3 1589.04cm3 Q= = 1.46s seg
(1)
Calculo de velocidad (Vi). Para encontrar la velocidad se utiliza la siguiente ecuación: Q=V*A
(2)
Reemplazando los valores anteriormente calculados se tiene: sabiendo que el diámetro es 5.3 cm
cm3 1589.04 s = 72.03cm / s V1 = 22.06cm 2 Calculo del tiempo máximo de reflexión de la onda de sobrepresión. Con la ecuación:
T=
π 2
ACH L gA
(3)
Reemplazando los datos obtenidos en la práctica se tiene:
Calculo de la celeridad de la onda de sobrepresión(C). Tabla 3. Datos para el cálculo de C. DATOS Modulo de elasticidad vol. Agua(Ev) Densidad del agua(ρ) Modulo de elasticidad del material(E) Espesor del tubo(e) Parámetro, a Relación de Poisson (ξ)
VALOR 2.23 x 108 Kgf/m2 101.9 Kgf-s2/m4 1.28 x 1010 Kgf/m2 0.75 cm. 0.875 0.25
Reemplazando los datos de la tabla 3 y 1 en la ecuación:
C=
Ev / ρ Ev D 1 + a E e
(4)
(2.23 * 10 8 ) 101.9 C= = 1407.85 m/s 2.23 *10 8 0.0525 1 + 0 . 875 10 1.28 * 10 0.0075 Calculo de la sobreelevación, ΔHMAX Con la ecuación:
ΛH MAX =
Q ACH
ACH L Ag
(5)
En donde se reemplazan los valores para el caudal, de lo cual se obtiene:
ΛH max =
1589.04 (6.42)(653) = 11.002 cm. 6.42 (21.65)(980)
Carga de presion
Gráficas de la oscilación experimental.
4 3 2 1 0 -1 0 -2 -3 -4
20
40
Tiempo s
ANALISIS DE RESULTADOS.
60
80
Como se puede ver en la gráfica, en el sistema al cerrar súbitamente la válvula se presenta una sobrepresión en el sistema o sea que el golpe de ariete es positivo. En la gráfica se observa que el golpe de ariete se presenta como una onda que a medida que oscila va perdiendo energía hasta que el sistema regresa a su posición inicial. En el sistema se presentan perdidas por fricción que se producen cuando la onda de sobrepresión se desplaza a lo largo de la tubería. En la práctica se observa como la chimenea permite que el sistema contrarreste la sobrepresión elevando el nivel del agua en esta. CONCLUSIONES. La chimenea de equilibrio o almenara es la encargada de recibir la sobrepresion causada por el cierre o apertura de la válvula. La onda de sobrepresion penetra en ella elevando el nivel de agua hasta una sobre-elevación por encima del nivel estático. El golpe de ariete se debe a la sobrepresion que se genera cuando el movimiento del fluido es modificado abruptamente uno de los casos en que se puede generar golpe de ariete es cuando hay un cambio en la abertura de la válvula como se observo en el laboratorio. Al cerrar súbitamente válvulas se presenta un golpe de ariete positivo. Las perdidas se hallan mediante una diferencia de las distancias del nivel inicial del tanque y la marcación cuando se abre la válvula de regulación. Cuando se cierra abruptamente la válvula se empiezan a marcar las distancias de oscilación del agua las cuales son: Al iniciar con más distancia con respecto del nivel inicial del tanque y entre ellas y una vez transcurrido el tiempo se van haciendo menores estas distancias. BIBLIOGRAFÍA GUEVARA, Maria Elvira. Conferencias de Hidráulica. Guía de Laboratorio. GUEVARA, Maria Elvira. Hidráulica Ayudas de diseño