GOLPE DE ARIETE
OSCAR AGUILAR GOENAGA OMAR BARRERA RAMOS ALVARO PUCHE IBAÑEZ ISRAEL QUINTANA GUERRERO FREDYS SAAH HERRERA
DALIA MORENO EGEL
HIDRÁULICA Y LABORATORIO
UNIVERSIDAD DE CARTAGENA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL CARTAGENA DE INDIAS D. T. y C.
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TABLA DE CONTENIDO Pag
INTRODUCCION
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1. DEFINICIONES
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1.1 Golpe de ariete
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1.2 Valor de la celeridad
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1.3 Fase o periodo de la tubería
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1.4 Medidas generales contra el golpe de ariete
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2. CONCLUSIONES
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3. BIBLIOGRAFIA
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escurrimiento, el flujo a través de la válvula se reduce, lo cual incrementa la carga del lado aguas arriba de la válvula, iniciándose un pulso de alta presión que se propaga en la dirección contraria a la del escurrimiento. Esta onda provoca sobrepresiones y depresiones las cuales deforman las tuberías y eventualmente la destruyen. Desde el punto de vista energético puede considerarse la transformación de la energía cinética del fluido en energía potencial elástica (cambios de presión) y viceversa. Si la tubería carece de roce y es indeformable y por lo tanto no hay pérdidas de energía, el fenómeno se reproduce indefinidamente. Si hay roce y la tubería es elástica parte de la energía se va perdiendo y las sobrepresiones son cada vez menores hasta que el fenómeno se extingue. (1)
INTRODUCCION
Cuando tenemos una tubería llena hasta el tope y la cerramos bruscamente con una válvula, el agua más próxima a la válvula se detendrá bruscamente y será empujada por la que viene detrás. Como el agua es algo compresible, empezará a comprimirse en las proximidades de la válvula, y el resto del líquido comprimirá al que le precede hasta que se anule su velocidad. Al pasar esto el agua que lleva una determinada presión produce un gran choque contra las paredes de la tubería, a este choque se le denomina golpe de ariete. En el siguiente trabajo definiremos y estudiaremos el golpe de ariete, dejando claro sus características y sus ecuaciones.
1.2 Valor de la celeridad: La
1. DEFINICIONES
celeridad (a) es la velocidad de propagación de la onda de presión a través del agua contenida en la tubería, por lo que su ecuación de
1.1 Golpe de ariete: Se denomina
golpe de ariete al choque violento que se produce sobre las paredes de un conducto forzado, cuando el movimiento líquido es modificado bruscamente. En otras palabras, el golpe de ariete se puede presentar en una tubería que conduzca un líquido hasta el tope, cuando se tiene un frenado o una aceleración en el flujo; por ejemplo, el cambio de abertura en una válvula en la línea. Al cerrarse rápidamente una válvula en la tubería durante el
dimensiones es L*Tˉ¹. Su valor se
determina a partir de la ecuación de continuidad y depende fundamentalmente de las características geométricas y mecánicas de la conducción, así como de la compresibilidad del agua. (Cátedra de Ingeniería Rural Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Agrícola de Ciudad Real) Una expresión práctica propuesta por Allievi, que permite una 3
evaluación rápida del valor de la celeridad cuando el fluido circulante es agua, es la siguiente:
vuelta en el mismo tiempo T, pero con signo contrario, bajo la fórmula de onda de depresión
Siendo:
El tiempo de cierre de la válvula es un factor importante. Si el cierre es muy rápido, la válvula quedará completamente cerrada antes de actuar la onda de depresión. Por otro lado si la válvula es cerrada lentamente, habrá un tiempo para que la onda de depresión actúe, antes de la obturación completa. De ahí la clasificación de las manio0bras de cierre.
K: Coeficiente función del módulo de elasticidad (e) del material constitutivo de la tubería, que representa principalmente el efecto de la inercia del grupo motobomba, cuyo valor es:
T = tiempo de maniobra Si T < 2L / C Maniobra rápida Si T> 2L / C Maniobra lenta La sobrepresión máxima ocurra cuando la maniobra es rápida, esto es, cuando T< 2L / C (todavía no actuó la onda de depresión). (J.M de Azevedo Netto y Guillermo Acosta Alvarez. MANUAL DE HIDRÁULICA. Sexta edición. México 1975).
D: Diámetro interior de la tubería e: Espesor de la tubería (Cátedra de Ingeniería Rural Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Agrícola de Ciudad Real) 1.3 Fase o periodo de la tubería:
Se denomina fase o periodo de la tubería el tiempo en que la onda de sobrepresión va y vuelva de una extremidad a otra de la tubería.
1.4 Medidas generales contra el golpe de ariete: El golpe de ariete
es combatido en la práctica para evitar varios problemas como: 1. Limitación de la velocidad en tuberías . 2. Cierre lento de válvulas o registros. Construcción de piezas que no permitan la obstrucción muy rápida. 3. Empleo de válvulas o
Siendo: L = longitud de la tubería. C = Velocidad de propagación de la onda (celeridad)
dispositivos especiales.
mecánicos
Válvulas de alivio, cuyas descargas impiden valores excesivos de presión.
Cuando la onda llega, al regresar, ella cambia de sentido, haciendo de nuevo el mismo recorrido de ida y 4
4. Fabricación de tubos con espesor aumentado , teniendo en cuenta la sobrepresión admitida. 5. Construcción de pozos de de oscilación, capaces absorber los golpes de ariete, permitiendo la oscilación del agua. Esta solución es adoptada siempre que las condiciones topográficas sean favorables y las alturas geométricas pequeñas. Los pozos de oscilación deben ser localizados tan próximos como sea posible de la casa de máquinas. 6. Instalación de cámaras de
extremos (grifos, válvulas, etc.).
La fuerza del golpe de ariete es directamente proporcional a la longitud del conducto, ya que las ondas de sobrepresión se cargarán de más energía, e inversamente proporcional al tiempo durante el cual se cierra la llave: cuanto menos dura el cierre, más fuerte será el golpe.
3. BIBLIOGRAFIA
aire comprimido que proporcionen el amortiguamiento de los golpes. El mantenimiento de
1. http://fluidos.eia.edu.co/hidra ulica/articuloses/flujoentuberi as/golpedeariete/golpedeariet e.html 2. J.M de Azevedo Netto y Guillermo Acosta Alvarez. MANUAL DE HIDRÁULICA. Sexta edición. México 1975. 3. Rodolfo Saenz Forero. HIDRÁULICA BÁSICA PARA INGENIEROS SANITARIOS. Organización mundial de la salud. República Peruana. Lima, septiembre de 1984. 4. http://www.uclm.es/area/ing_r ural/Trans_hidr/Tema10.PDF
estos dispositivos requiere ciertos cuidados, para que sea mantenido el aire comprimido en las cámaras. (Rodolfo Saenz Forero. HIDRÁULICA BÁSICA PARA INGENIEROS SANITARIOS. Organización mundial de la salud. República Peruana. Lima, septiembre de 1984.)
2. CONCLUSIONES
Después de haber realizado el trabajo podemos sacar las siguientes conclusiones: Este fenómeno es muy peligroso, ya que la sobrepresión generada puede llegar a ser mayor a la presión normal de la tubería, ocasionando roturas en los accesorios instalados en los
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