Ariete Hidraulico

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Tema: Construcción de un ariete hidráulico.

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Tema: Construcción de un ariete hidráulico.

Objetivos:

1. Analizar el principio de funcionamiento del ariete hidráulico.2. Modelar el sistema mediante la ecuación de la energía.3. Realizar la experiencia.

Cronograma:

1. Búsqueda de los materiales en nuestro medio.2. Compra de los materiales.3. Construcción del ariete hidráulico.4. ANALISIS MATEMATICO.

4.1. Principio de funcionamiento.4.2. Ecuación de la energía.4.3. Cálculo de variables.4.4. Cálculo de puntos máximos y mínimos de altura para que el sistema sea favorable.

5. Realización de informe.5.1. Experiencia práctica.5.2. Análisis matemático.5.3. Historia, y reseñas.5.4. Posibles usos en nuestro medio.5.5. Bibliografía.

Historia del ariete hidráulico.-

El golpe de ariete o también conocido golpe hidráulico fue descrito por primera vez en el año 1889 por N. J. Zhukovsky, un eminente científico ruso. Zhukovsky nos dice que el golpe de ariete es la variación de la presión en los conductos de agua, provocada por el aumento o la disminución brusca de la velocidad de movimiento del líquido, esta variación puede ser ocasionada por el cierre o abertura de una llave, grifo o válvula; también puede producirse por la puesta en marcha o detención de un motor o bomba hidráulica.

Principio de funcionamiento.-

El agua procedente de una fuente de alimentación (1), desciende por gravedad por la tubería de alimentación o impulso (2), bajo la acción del desnivel en relación con el ariete hidráulico (H), con un caudal determinado (Q + q), y se derrama al exterior del cuerpo o caja de válvulas (3), del ariete en una cantidad (Q), hasta adquirir una velocidad suficiente para que la presión dinámica cierre la válvula de impulso o ímpetu (4), el cierre brusco de esta válvula

produce el efecto conocido como golpe de ariete lo cual origina una sobrepresión en la tubería de alimentación que provoca la apertura de la válvula de retención (5), que permite el paso del agua hacia el interior de la cámara de aire (6), provoca la compresión del aire existente y cierta cantidad de agua (q) asciende por la tubería de bombeo o descarga (7). En ese instante se produce una ligera succión en el cuerpo o caja de válvulas, que provoca una disminución de la presión, la apertura de la válvula de impulso y el cierre de la válvula de retención. De esta forma se crean las condiciones para el proceso se convierta cíclico, con el consiguiente ascenso de una columna estable de agua hacia el tanque elevado (8), mediante la tubería de bombeo.

El estudio del golpe de ariete tiene su fundamento en la “teoría de la onda elástica”, la cual dice que el desplazamiento a una velocidad dada de las variaciones de presión a lo larga de una tubería.

La velocidad de la onda, es la del sonido dentro del sistema analizado, condicionada por el diámetro, el espesor y la elasticidad de la tubería además de propiedades físicas inherentes al fluido como la densidad y comprensibilidad. Se entiende por periodo crítico de una tubería el tiempo que se tarda una onda en desplazarse desde el origen de la perturbación hasta el extremo libre y su regreso. Además el

tiempo de parada es aquel intervalo entre la iniciación y la terminación de la perturbación en la vena líquida. Los factores más importantes en el golpe de ariete son: la energía cinética, la aceleración de la gravedad, las pérdidas de carga y el movimiento de inercia del grupo de bombeo.

Arranque del ariete hidráulico.-

1. La válvula de impulso permanecerá cerrada, el tubo de alimentación se encuentra en un lleno total de agua en reposo; estas dos condiciones son imprescindibles para un adecuado arranque del ariete.

2. Se abre manualmente la válvula de impulso, si esta no se logra abrir se tiene dos métodos: esperar que el agua desfogue por la válvula de aire o desarmar la válvula de impulso y dejar que el agua se libere del cuerpo del ariete; así se tiene una presión atmosférica en la válvula de impulso y el reservorio de alimentación por el principio de los vasos comunicantes.

3. La válvula de impulso se mantiene abierta, hasta que la corriente de agua proveniente del reservorio de alimentación se estabilice.

4. Una vez estabilizada la corriente, se libera la válvula de impulso, esta acción provoca un incremento de presión, que se aprovecha para la apertura de servicio y el agua pasa a la cámara de aire. Luego de un momento descenderá la presión la válvula de servicio se cerrará y la de impulso se reabrirá automáticamente. Cumplidas todas las condiciones anteriores el ariete ya debe tener un funcionamiento autónomo. Si no se alcanza un patrón cíclico en su operación se deberá repetirse los pasos, anteriores.

5. Luego de varios golpes el tubo de alimentación se habrá llenado completamente; de aquí para adelante se alcanzara los requerimientos planteados como son caudales y alturas de servicio; pero teniendo en cuenta que no varíen las condiciones de alimentación del caudal; tanto el caudal como la cabeza de presión estática.

Materiales.-

a. 1 válvula check anti retorno ½ pulg.b. 1 válvula de pie de pozo ½ pulg.c. 1 botella de 2 litros.d. 2 conectores en “T” de PVC de ½ pulg.e. 1 conector “codo” de PVC de ½ pulg.f. 6 conectores “neplos” de PVC de ½ pulg.g. 1 reductor tipo “campana” de ½ pulg. A ¾ pulg. h. 2 válvulas de paso de ½ pulg.i. Teflón.j. 3 metros de tubería de ½ pulg. k. 5 metros Manguera de ¾ pulg.

http://www.enersurep.gob.ec/docs/Ariete%20hidraulico%20de%20Alta%20Eficiencia.pdf

http://www.cubasolar.cu/biblioteca/energia/Energia25/HTML/articulo05.htm

Anexos: