Mecánica de fluidos y maquinas hidráulicas Unidad7 Golpe de ariete y cavitación
Enviado por Sandra75 • 7 de Enero de 2019 • 1.612 Palabras (7 Páginas) • 420 Visitas
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Presión máxima en cierre total o parcial instantáneo de la válvula en la tubería elástica
Fi= -m (▲v/▲t)
Esta se puede expresar para cierre parcial
Fi= p*l*A (v-‘v)/ ▲t
Y para cierre total
Fi= p*l*A V/ ▲t
ECUACION DE JOUKOWSKI
▲P= pcv
(Para sobre presión en cierre instantáneo total de la válvula)
▲P= pc (v-‘v)
(Para sobre presión en cierre parcial de la válvula)
FORMULA DE JOUKOWKI PARA LA CELERIDAD DE LA ONDE DE PRESION EN UN TUBERIA
C= (Eo /p) ½ / 1+ (EoD/ES)1/2
Donde c → celeridad onda elativa del fluido en la tubería, m/s, SI
Eo → módulo de elasticidad de volumen del fluido, N/m2, SI
P → densidad del fluido, Kg/m3, SI
D → diámetro de la tubería, m, SI
E → módulo de elasticidad del material de la tubería
S → espesor de la tubería, m, SI
Presión máxima de cierre lente uniforme total de una válvula en una tubería rígida
▲p=pLv/tc
Tubería rígida, cierre lento uniforme
Sobrepresión en cierre lento de una válvula
▲p=pLv/tc
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Cavitación
La cavitación es un fenómeno que se produce siempre que la presión en algún punto o zona de la corriente de un líquido desciende por debajo un cierto valor mínimo admisible. Y puede producirse tanto en estructuras hidráulicas estáticas como en máquinas hidráulicas. Po los efectos destructivos que en las estructuras y maquinas hidráulicas mal proyectadas o mal instaladas produce la cavitación es preciso estudiar este fenómeno para conocer sus causas y controlarlo.
Se eligen 3 casos de cavitación que podrían decirse más relevantes por ejemplo en la garganta de un Venturi, a la entrada del rodete de una bomba centrifuga y a la salida del rodete de una turbina.
Para analizarlos ocuparemos hacerlo por medio de la ecuación de Bernoulli entre puntos uno y dos.
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[pic 4][pic 5]
Descripción de la cavitación
Cuando un punto de una estructura o de una maquina alcanza una presión inferior a la presión de saturación de vapor, el líquido se evapora y se originan en el interior del líquido cavidades. Estas burbujas de vapor por así decirlo arrastradas por la corriente llegan a zonas en que reina una presión muy elevada y allí se produce una condensación violente del vapor. Esta condensación de vapor a su vez produce una elevación local de la presión que puede sobrepasar a los 1000 bar. Debido a estas burbujas y a los gradientes de altas presiones que las aceleran producen un impacto en el contorno.
La hélice de una bomba trabajando tres o cuatro meses en malas condiciones de cavitación quedaría inutilizada llegando a veces en que un solo viaje transatlántico acabara con una hélice.
Algo de historia…. Antigua mente se creía que la cavitación no era más que una corrosión química producida por la liberación de aire y de oxígeno disuelto en el líquido a bajas temperaturas. Aunque actualmente se sabe que la cavitación es debida principalmente a la acción mecánica de impactos rápidos, a manera de explosiones de las partículas del líquido aunque no se descarta la posibilidad de acción química corrosiva cuya naturaleza no ha llegado aún a dilucidar.
Estos impactos son periódicos, es decir, se produce un fenómeno vibratorio que aumenta la erosión del material por fatiga.
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Control de cavitación
Los principales fabricantes de estructuras y maquinas hidráulicas por ejemplo de turbinas, poseen en sus laboratorios equipo para estudiar este fenómeno.
El estroboscopio presta grandes servicios para el estudio de la cavitación.
El control de la cavitación es doble.
Diseñar contra cavitación, es decir, diseñar tanto la maquina como la instalación de la misma para que no se produzca este fenómeno, utilizar materiales resistentes a la cavitación, si se tolera en el diseño que en algún caso se presente este fenómeno.
En las turbinas hidráulicas, por ejemplo, se han obtenido buenos resultados con aceros inoxidables. La importancia excepcional de los dos fenómenos, golpe de ariete y cavitación, estudiados en este capítulo obliga a volver a tratar de ellos, particularizados a las bombas y a las turbinas hidráulicas.
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Conclusión
En conclusión a lo que investigue y leí puedo decir que estos temas son de gran importancia ya que en las tuberías por el golpe de ariete sufren muchos fenómenos bruscos y más que nada el impacto del agua es lo que llegaría si no se tiene cuidado a ocasionar grandes pérdidas en costos al igual que cavitación de hecho se menciona en este tema que las pérdidas son muy costosas y es por esto que estudia este tema
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