Práctica de Laboratorio - Golpe de Ariete
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Pg: 14 21echa: Septiembre 2002ef. equipo: FME 15
7.3
PRÁCTICAS DE LABORATORIO
7 3 1 Práctica
:
Amortiguación de los efectos del golpe de ariete
7 3 1 1 Objetivo
- Observar la amortiguación que produce en el efecto de Golpe de Ariete
l introducción de una chimenea de equilibrio en el circuito de tUberías.
7 3 1 2 Materiales
Equipo de Golpe de Ariete,
F.ME 15
.
Esta práctica se realiza empleando las chimenea de equilibrio de menor
diámetro suministrada con el equipo.
7 3 1 3 Base Teórica
Los efectos que puede producir
l
onda de presión provocada por el efecto
de un Golpe de Ariete pueden ser amortiguados mediante chimeneas de equilibrio.
Una chimenea de equilibrio no es más que un tramo de tubería perpendicular a la
conducción y de mayor diámetro que la misma cuyo único objetivo es el de absorber
la onda de presión provocada por un Golpe
de
Ariete, la amortiguación queda
determinada en función del diámetro
de
la chimenea empleada.
7 3 1 4 Procedimiento experimental
Antes de comenzar se debe asegurar que la válvula de impacto
cm-respondiente se encuentra abierta la bomba debe estar apagada), en estas
condiciones sin presión en la tubería) se puede cambiar el tapón central del circuito
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. Ref. equipo: FME 15
Fecha: Septiembre 2002
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por la chimenea más estrecha.
Una vez comprobado que la chimenea están bien ajustada se procede a
abrir la válvula de impacto y a encender la bomba. A continuación vaya abriendo
gradualmente
la
válvula de control de flujo hasta que el nivel de agua quede a 1 cm
por debajo del rebosadero.
n
este momento, caudal impulsado por la bomba es igual
al caudal desaguado por la válvula. Ver figura 3 1.1
).
Depósito de
nivel
Chimenea
Figura 3 .1.1: situación con la válvula de impacto abierta y con la bomba encendida
n
régimen estable con la válvula de impacto abierta) se procederá al
disparo de la válvula de impacto correspondiente, observándose en la chimenea las
oscilaciones provocadas por el Golpe de Ariete, se trata de
un
movimiento oscilatorio
Para una mejor observación del golpe de ariete, se recomienda que en este
punto de la práctica trabajen juntos cuatro o cinco alumnos. Al disparar la válvula de
impacto se observarán, tal y como se ha dicho, las oscilaciones en la chimenea. Se
recomienda que cada alumno se encargue de medir cada oscUación para determinar el
golpe de ariete. Ver
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3.1.2)
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M NU L
DE
PRÁCTIC S
ED I BON
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Ref equipo: FME·15 Fecha: Septiembre 2002
Depósito de
nivel
Chimenea
Figura 3_L2: Situación en la chimenea una vez introducido el golpe de ariete.
7 3 1 5 Análisis de resultados
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Cuando l onda de presión haya sido absorbida por l chimenea cesarán
las oscilaciones en l misma. Todo lo observado en l chimenea se asemeja bastante
a lo que sucedería en el interior de la tubería caso de no existir chimenea.
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E I ON
. S _ Ref.equipo:FME 15 Fecha:Septiembre2002 Pg:17/21
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7.3.2
Práctica
2: Estudio de la amortiguación en función del
diámetro
de la
chimenea
7.3.2.1 Objetivo
- Observar la amortiguación que produce en el efecto de Golpe de Ariete
la introducción de una chimenea de equilibrio-en el circuito de tuberías.
7 3.2.2
Materiales
- Equipo de Golpe de Ariete FME-15.
- Esta práctica se realiza empleando las chimenea de equilibrio de mayor
diámetro suministrada con el equipo.
7.3.2.3 Procedimiento experimental
Se va a comprobar que la amortiguación es función del diámetro de la
chimenea empleada. Para ello se procederá de idéntica manera a lo realizado en la
práctica número 1 pero en esta ocasión con la chimenea de diámetro mayor
observándose como las oscilaciones duran menos.
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N.
S A
Ref.
equipo:
FME-15
Fecha:
Septiembre
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7.3.3
Práctica
3: Cálculo
de
las pérdidas de
carga
en
tuberías
7.3.3.1 Objetivo
Calcular las pérdidas e carga t?xistentes entre el depósito de nivel
constante
y
un punto cualquiera del circuito de tuberías.
- Determinar las características oscilatorias en una chimenea de
equilibrio.
7.3.3.2 Materiales
Equipo de Golpe de Ariete, FME-15.
Esta práctica se realiza empleando una chimenea de equilibrio. La
práctica puede realizarse indistintamente con cualquiera de las dos
chimeneas de equilibrio suministradas con el equipo.
- Cronómetro no suministrado)
7 3.3.3 Base teórica
La
pérdida de carga entre el depósito de nivel constante
y
la chimenea de
equilibrio es:
donde:
s es la carga estática en m altura en
la
chimenea sin flujo de agua en el
circuito)
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hves la carga dinámica en m (altura en la chimenea con flujo de agua
en
el
circuito)
Periodo de oscilación:
T
o=2 ·n·
(L·A)/
(g
·a))
2
Nivel en el depósito de nivel
C
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g
e
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l .
Altura estática hs) en metros =
Altura dinámica hv) en metros =
Caudal q V t ) en litros/segundo =
Velocidad v= q
a) en
metros/segundo=
donde
a
es la sección de tubería
en
m
2
Altura de la chimenea de equilibrio tras el cierre de la válvula de impacto
:, 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Tabla 3.2.1
Tiempo transcurrido entre dos lecturas sucesivas T
5
=
Altura máxima de la chimenea
Período de oscilación
To= 2·Ts
De
la
teoría:
T
0
=2·p·SQR L·A)/ g·a))
y= V·SQR L·A)/ g·a)))- 0.6·hp
7 3.3.6 Conclusiones
Las observaciones relacionadas con el período de oscilación
en
la
chimenea y la altura alcanzada en la misma deberían ser comparadas con Íos valores
teóricos derivados de las anteriores ecuaciones.
Puede obtenerse·un análisis más riguroso, teniendo en cuenta los efectos
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derivados del rozamiento empleando una resolución por aproximaciones
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de las ecuaciones diferenciales correspondientes que definen el movimiento del
fluido en la chimenea. Los efectos debidos
l
rozamiento son muy significantes er
sistemas pequeños y deberían tenerse en cuenta a la hora de interpretar los resultadm
experimentales.
