12.171 cursos gratis
8.751.540 alumnos
Facebook Twitter YouTube
Busca cursos gratis:

Agua y energía. Sinergia Hidroenergética (1/5)

Autor: Federico Guido
Curso:
9,33/10 (3 opiniones) |2476 alumnos|Fecha publicaciýn: 27/01/2009
Envýa un mensaje al autor

Capýtulo 19:

 Conversión de la energía del Golpe de ariete

23. Conversión de la energía del "Golpe de ariete"

Golpe de ariete

El golpe de ariete o pulso de Joukowski, llamado así por el ingeniero ruso Nikolay Egorovich Zhukovskiy, es junto a la cavitación, el principal causante de averías en tuberías e instalaciones hidráulicas. El golpe de ariete se origina debido a que el agua es ligeramente elástica (aunque en diversas situaciones se puede considerar como un fluido no compresible). En consecuencia, cuando se cierra bruscamente una válvula o un grifo instalado en el extremo de una tubería de cierta longitud, las partículas de agua que se han detenido son empujadas por las que vienen inmediatamente detrás y que siguen aún en movimiento. Esto origina una sobrepresión que se desplaza por la tubería a una velocidad algo menor que la velocidad del sonido en el agua.

Esta sobre-presión tiene dos efectos: comprime ligeramente el agua, reduciendo su volumen, y dilata ligeramente la tubería.Cuando toda el agua que circulaba en la tubería se ha detenido, cesa el impulso que la comprimía y, por tanto, ésta tiende a expandirse. Por otro lado, la tubería que se había ensanchado ligeramente tiende a retomar su dimensión normal. Conjuntamente, estos efectos provocan otra onda de presión en el sentido contrario. El agua se desplaza en dirección contraria pero, al estar la válvula cerrada, se produce una depresión con respecto a la presión normal de la tubería. Al reducirse la presión, el agua puede pasar a estado gaseoso formando una burbuja mientras que la tubería se contrae. Al alcanzar el otro extremo de la tubería, si la onda no se ve disipada, por ejemplo, en un depósito a presión.

Bomba de ariete

Una bomba de ariete es una bomba cíclica que utiliza la energía cinética de un golpe de ariete en un fluido para subir una parte de ese fluido a un nivel superior. No necesita por lo tanto aporte de otra energía exterior. Esto y su sencillez la hace adecuada para lugares remotos o pobres donde no hay acceso a energía eléctrica o motores de otro tipo. Parece ser que John Whitehurst de Cheshire en 1772 fabricó lo que llamó una "máquina de pulsación" pero no se tienen detalles sobre el invento. La primera bomba de ariete similar a las de hoy de la que tenemos noticia fue inventada en 1796 por el francés Joseph Michel Montgolfier quien la instaló en su fábrica de papel. Durante el siglo XIX la bomba de ariete se popularizó mucho pero con la llegada de la electricidad y los motores baratos ha caído en desuso en los países más ricos aunque sigue utilizándose en países más pobres.

Conversión de la energía del Golpe de ariete

Bomba de ariete

A. Depósito de origen;
B. Tubería de carga;
C. Válvula de descarga;
D. Válvula de retención;
E. Calderín de presión;
F. Tubería de descarga;
G. Depósito de descarga;
K. Válvula (opcional) de admisión de aire.

El principio de funcionamiento es como sigue. El líquido, normalmente agua, procedente de un depósito suministrador A se acelera por un tubo de carga inclinado B con lo que su energía potencial se convierte en energía cinética. Cuando la velocidad llega a un valor determinado, la válvula de descarga C súbitamente cierra cortando el flujo lo cual genera una sobrepresión en el extremo inferior del tubo de carga, un golpe de ariete, que fuerza el agua a abrir la válvula antiretorno D y a subir por el tubo de descarga F hacia el nivel superior del depósito G.

La válvula de descarga C se vuelva a abrir debido a la bajada de presión del flujo de agua y el ciclo comienza de nuevo, cerrándose cada vez que el flujo adquiere cierto valor. En E se coloca una campana o calderín lleno de un gas a presión, normalmente aire, que amortigua los golpes de ariete y mantiene un flujo más constante de fluido por el tubo F. Este gas se acaba disolviendo en el agua por lo que es necesario reponerlo o envolverlo en un globo de goma para evitar que se disuelva. Algunas bombas van provistas de un sistema que inyecta una burbuja de aire con cada ciclo. Este sistema consiste en que se diseña el mecanismo para que al cerrar la válvula D permite que se invierta momentáneamente el flujo del agua por lo que al cerrar súbitamente la válvula se produce una depresión que fuerza la entrada de un poco de aire por la válvula K.

Si la bomba de ariete tuviera un rendimiento energético perfecto entonces la masa de agua perdida por la válvula C, a la que llamaremos Q, multiplicada por la altura de suministro h sería igual a la altura H multiplicada por la masa de agua elevada, q. Es decir: q = Q*h/H. En la realidad el rendimiento siempre es inferior y depende en gran medida de la relación h/H. En el mejor de los casos el rendimiento puede llegar al 85% pero decrece según crece la altura H y puede caer hasta el 20% o menos en instalaciones que bombean a gran altura.

Nota: "Con este capítulo llegamos al final de la primera parte de las cinco partes en las que esta dividido este curso. Podrás encontrar los enlaces las demás entregas de este trabajo en la página de presentación del curso".

Nuestras novedades en tu e-mail

Escribe tu e-mail:



MailxMail tratarý tus datos para realizar acciones promocionales (výa email y/o telýfono).
En la polýtica de privacidad conocerýs tu derechos y gestionarýs la baja.

Cursos similares a Agua y energía. Sinergia Hidroenergética (1/5)



  • Výdeo
  • Alumnos
  • Valoraciýn
  • Cursos
1. Agua y energía. Sinergia Hidroenergética (4/5)
Aprende a cerca de la energía solar en el Perú y la ósmosis inversa que es el... [30/01/09]
2.178  
2. Agua y energía. Sinergia Hidroenergética (5/5)
En esta última parte de nuestro curso de Agua y energía. Sinergia Hidroenergética,... [30/01/09]
749  
3. Agua y energía. Sinergia Hidroenergética (2/5)
La desanilización por ósmosis inversa es el proceso que se realiza para obtener... [29/01/09]
1.602  

ýQuý es mailxmail.com?|ISSN: 1699-4914|Ayuda
Publicidad|Condiciones legales de mailxmail