Diseño Sistema Impulsion

Golpe de ariete

1.-Descripcion del fenómeno

El fenómeno del golpe de ariete, también denominado choque hidráulico ocurre en un sistema de agua cuando hay un cambio repentino de dirección o velocidad del agua. Cuando una válvula cierra repentinamente, detiene el paso del agua que está fluyendo en las tuberías, y la energía de presión es transferida a la válvula y a la pared de la tubería. Dentro de esta se activan las ondas expansivas que ocasiona el cierre de la válvula y empiezan a viajar hacia atrás hasta que encuentran algún obstáculo solido luego continúan hacia adelante y así hasta que se disipa por la pérdida de la fricción estas ondas pueden llegar a tener la velocidad del sonido por lo que se le puede llamar a este recorrido como explosión a medida que viaja hacia adelante y hacia atrás.

Este movimiento oscilatorio genera depresiones y sobrepresiones en el conducto donde se encuentra el fluido por lo tanto, el correcto estudio del golpe de ariete es fundamental en el dimensionamiento de las tuberías, ya que un cálculo erróneo puede conducir a:

a. Un sobredimensionamiento de las conducciones, con lo que la

Instalación se encarece de forma innecesaria.

b. Tubería calculada por defecto, con el consiguiente riesgo de que

Se produzca una rotura.

Material destruido por un "golpe de ariete".

2.- Pulso del golpe de Ariete

El pulso del golde de ariete expresado por unidad de peso de fluido, se calcula como:

Donde:

• C es la velocidad de la onda (velocidad relativa respecto al fluido) de sobrepresión o depresión,

• V es la velocidad media del fluido, en régimen,

• g = 9.81m / s2 es la aceleración de la gravedad.

A su vez, la velocidad de la onda se calcula como:

Donde:

• K es el módulo elástico del fluido,

• ro es la densidad del fluido,

• E es el módulo de elasticidad (módulo de Young) de la tubería que naturalmente depende del material de la misma,

• e es el espesor de las paredes de la tubería,

• D es el diámetro de la tubería.

3. Tiempo de cierre de válvulas. Cierre lento y cierre rápido.

Se define el tiempo (T) como el intervalo entre el inicio y el término de la

maniobra, sea cierre o apertura, total o parcial, ya que durante este tiempo se

produce la modificación del régimen de movimiento del fluido.

El tiempo de cierre de una válvula puede medirse con un cronómetro, es

un tiempo físico y real, fácilmente modificable, por ejemplo, con

desmultiplicadores, cambiando la velocidad de giro en válvulas motorizadas,

etc.

Puesto que L es la longitud de la tubería y la celeridad c es la velocidad

de propagación de la onda de presión, 2.L¬/c será el tiempo que tarda la onda

de presión en dar una oscilación completa.

1.- Cierre instantáneo, (T= 0), es un caso teórico (el anterior)

2.- Cierre rápido (0 < T< 2L / c)

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