Taller MEC. de fluidos

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UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERIA

AREA: MECÁNICA DE FLUIDOS

TEMA: TALLER DE REDES DE TUBERIA, CAVITACION Y GOLPE DE ARIETE

DOCENTE: MERCEDES ISABEL RODRÍGUEZ SARMIENTO

GRUPO: 1

ESTUDIANTES: CHOLES PEINADO MARIA CAMILA FONSECA VELÁSQUEZ ANA MILENA LEÓN RAMOS KENNY ALEJANDRO

2016217119 2017117037 2017117051

PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA

SANTA MARTA 30 DE NOVIEMBRE DE 2018

SISTEMA DE REDES DE TUBERÍA

El transporte de fluidos de un punto a otro se realiza gracias al impulso de un sistema de tuberías, los sistemas de tuberías están formados por tramos de tuberías y aditamentos que se alimentan aguas arriba por un depósito o una bomba y descargan aguas abajo libremente a la atmósfera o a otro depósito. En cualquier sistema de tuberías se pueden presentar problemas hidráulicos como cálculo de pérdidas, comprobación de diseño y diseño de la tubería. Las tuberías más frecuentes son las de sección circular ya que no solo ofrecen mayor resistencia estructural, sino mayor sección transversal para el mismo perímetro exterior que cualquier otra forma. El estudio del flujo en sistemas de tuberías es una de las aplicaciones más comunes de la mecánica de fluidos, esto ya que en la mayoría de las actividades humanas se ha hecho común el uso de sistemas de tuberías, por ejemplo la distribución de agua y de gas en las viviendas, el flujo de refrigerante en neveras y sistemas de refrigeración, el flujo de aire por ductos de refrigeración, flujo de gasolina, aceite, y refrigerante en automóviles, flujo de aceite en los sistemas hidráulicos de maquinarias, el flujo de gas y petróleo en la industria petrolera, flujo de aire comprimido y otros fluidos que la mayoría de las industrias requieren para su funcionamiento, ya sean líquidos o gases. (Hidráulica, 2012) La mayoría de los sistemas de tubería que se encuentran en la práctica, como los sistemas de distribución de agua en las ciudades o establecimientos comerciales o residenciales incluyen numerosas conexiones en paralelo y en serie, así como diversas fuentes (suministros de fluido en el sistema) y carga de sistemas de tubería (descargas del fluido del sistema). Un proyecto de tubería puede implicar el diseño de un nuevo sistema o la expansión de un sistema existente. El objetivo de la ingeniería en estos proyectos es diseñar un sistema de tuberías que entregara las razones de flujo especificadas a presiones confiables al costo total mínimo (inicial más de operación y mantenimiento). Los sistemas de tuberías por lo común incluyen varias tuberías conectadas unas con otras en serie, paralelo, ramificadas o como redes de tubería. (YUNUS A. CENGEL)

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TUBERÍA EN SERIE:

Figura 1

Cuando las tuberías se conectan en serie (tuberías conectadas extremo con extremo de forma que el fluido circula en forma continua sin ningún ramal), la razón de flujo a

través de todo el sistema permanece constante sin importar los diámetros de las tuberías individuales en el sistema. Esta es una consecuencia natural del principio de la conservación de la masa para flujo estacionario incompresible: Q= Q1 = Q2 =…= Qi La pérdida de carga total en este caso es igual a la suma de las pérdidas de carga en las tuberías individuales en el sistema, que incluyen las perdidas menores. Se considera que las pérdidas de ensanchamiento o contracción en las conexiones pertenecen a la tubería de diámetro más pequeño, pues los coeficientes de pérdidas de ensanchamiento y contracción se definen sobre la base de la velocidad promedio en la tubería de diámetro más pequeño: hL = hL1 + hL2 +…+ hLi Clases de tubería en serie: -

-

-

Clase l: El sistema está definido por completo en términos del tamaño de las tuberías, los tipos de perdidas menores presentes y el flujo volumétrico del fluido del sistema, el objetivo común es calcular la presión en algún punto de interés, para determinar a carga total de la bomba o encontrar la elevación de una fuente de fluido, con el fin de producir un flujo volumétrico que se desea o ciertas presiones en puntos seleccionados del sistema. Clase II: El sistema esta descrito por completo en término de sus elevaciones, tamaños de tuberías, válvulas y acoplamientos, y la caída de presión permisible en puntos clave del sistema. Se desea conocer el flujo volumétrico del fluido que podría conducir un sistema dado. Clase III: Se conoce el arreglo general del sistema, así como el flujo volumétrico que se quiere, ha de calcularse el tamaño de la tubería que se requiere para conducir un flujo volumétrico dado de cierto fluido. En resumen:

Clase 1 2 3

Datos Q, D, e, v D, hL, e, v Q, hL, e, v

Incógnita hL Q D

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TUBERÍA EN PARALELO:

Figura 2 Se dice que varias tuberías están conectadas en paralelo si el flujo original se ramifica en dos o más tuberías que vuelven a unirse de nuevo aguas abajo, la razón de flujo total es la suma de las razones de flujo en las tuberías individuales, así: Q1= Q2= Qa + Qb + Qc La caída de presión (o pérdida de carga) en cada tubería individual conectada en paralelo debe ser la misma porque ∆P=PA-PB y las presiones de unión PA y PB son las mismas para todas las tuberías individuales. Para un sistema de dos tuberías paralelas 1 y 2 entre las uniones A y B con pérdidas menores despreciables, esto se puede expresar como:

Entonces las razones de las velocidades promedio y los flujos volumétricos en las dos tuberías paralelas se convierten en:

Por lo tanto, los flujos relativos en las tuberías paralelas se establecen a partir del requisito de que la pérdida de carga en cada tubería es la misma. Este resultado se puede extender a cualquier número de tuberías conectadas en paralelo. El resultado también es válido para tuberías en donde las pérdidas menores son significativas si las longitudes equivalentes para los accesorios que contribuyen a las pérdidas menores se suman a la longitud de la tubería.

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TUBERÍAS RAMIFICADAS:

Figura 3 Se habla de tuberías ramificadas cuando el fluido se lleva de un punto a varios puntos diferentes, este tipo de tuberías se presenta en la mayoría se sistemas de distribución de fluidos. En este caso el sistema de tuberías se subdivide en ramas o tramos que parten de un nodo a otro y estos se producen en todos los puntos donde la tubería se subdivide pudiéndose añadir nodos adicionales en los cambios de sección para así poder facilitar los cálculos. En este caso para cada nodo se cumple la ecuación de continuidad: ∑Q = 0

Y en cada tramo, entre dos nodos, se cumple la ecuación de Bernoulli generalizada: 𝑃1 𝑉1 2 𝑃2 𝑉2 2 + + 𝑍1 + ℎ𝑤12 − ℎ𝑙12 = + + 𝑍2 𝜌𝑔 2𝑔 𝜌𝑔 2𝑔 El caso más sencillo de sistemas de tuberías ramificadas es cuando se tienen 3 tramos, como en la figura 4.

Figura 4

Este sistema ramificado es gobernado por un sistema de 4 ecuaciones, donde supondremos inicialmente que el diámetro de tubería es constante en cada tramo, por lo cual en la ecuación de Bernoulli generalizada las velocidades se cancelan (DULHOSTE):

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REDES DE TUBERÍA:

Figura 5

En la práctica, la mayoría de los sistemas de tuberías están constituidos por muchas tuberías conectadas de forma compleja con muchos puntos con caudales entrantes y salientes. Por ejemplo, la configuración de tuberías que se muestra en la Figura 5 podría representar el sistema de distribución de agua de una pequeña población o un barrio. Tal sistema de tuberías se conoce como red de tuberías y realmente es un complejo conjunto de tuberías en paralelo, Esta configuración posee la virtud de permitir realizar reparaciones a algún sector del sistema sin tener que interrumpir el suministro. El análisis numérico de las redes de tuberías es extremadamente complejo, pero pueden obtenerse soluciones al utilizar el método de Hardy Cross, llamado así en honor de la persona que desarrolló el método, este método se fundamenta en tres leyes: -

Ley de continuidad de los nodos: la suma algebraica de los caudales en un nodo deber ser igual a cero. ∑Q = 0

-

ley de la conservación de la energía en los circuitos: la suma algebraica de las pérdidas de energía en los tramos que conforman un anillo cerrado debe ser igual a cero. ∑ hL = 0

-

ley de perdida de carga: en cada tubería se cumple: hL = RQ2

En donde el valor de R se puede calcular por cualquiera de los métodos, sin embargo por la complejidad del cálculo para tuberías de agua a temperaturas normales se suele usar aquí el método de Hazen-Williams. De esta forma se tiene un valor de R que no depende del número de Reynolds, por lo cual este se puede mantener constante para todo el cálculo. En general en la solución de problemas de mallas se suelen despreciar las pérdidas secundarias en los nodos del mismo, pero se toma en cuenta el resto de las pérdidas secundarias. El primer paso, al aplicar el método de Hardy Cross a una red de tuberías, es el de: -

-

-

asignar un caudal a cada una de las tuberías de la red. Los caudales deben seleccionarse de forma que satisfagan el primer principio para tuberías en paralelo —el flujo total entrante en cada nudo es igual al flujo total saliente. Mediante estos caudales supuestos se calculan las pérdidas de carga en cada tubería; para esto se utiliza generalmente la fórmula de Hazen-Williams. A continuación se calcula la suma algebraica de las pérdidas de carga en cada lazo de la red de tuberías. (El flujo en el sentido de las agujas de un reloj suele considerarse positivo, produciendo pérdidas de carga positivas; el flujo de sentido contrario a las agujas de un reloj se considera negativo y produce pérdidas de carga negativas). De acuerdo con el segundo principio de tuberías en paralelo (la pérdida de carga entre dos nudos ha de ser la misma para cada una de las ramas que unan los dos nudos), la suma algebraica de las pérdidas de carga a lo largo de cada lazo será cero si los caudales supuestos son los correctos. De aquí, si la suma algebraica de las pérdidas de carga para cada uno de los lazos de la red se anula, los caudales supuestos inicialmente son los correctos y el problema está resuelto.

Sin embargo, la probabilidad de que los caudales supuestos en la primera aproximación sean los correctos es prácticamente nula. Por tanto, el siguiente paso consiste en: -

calcular la corrección de los caudales en cada uno de los lazos de la red, mediante la ecuación ∑(ℎ𝐿 ) ℎ 𝑛∑( 𝐿⁄𝑄𝑜 )

∆=-

Donde: ∆ = corrección del caudal de uno de los lazos ∑(ℎ𝐿 )= suma algebraica de las pérdidas de cargas para cada uno de los tramos de tubería que forman el lazo 𝑛 = valor de un coeficiente que depende de la fórmula utilizada para calcular los caudales (𝑛 = 1,85 para la fórmula de Hazen-Williams ℎ 𝑛∑( 𝐿⁄𝑄𝑜)= suma de cada una de las pérdidas de carga dividida por el caudal para cada tramo de tubería del lazo. -

El paso final es aplicar las correcciones de los caudales (una para cada lazo) para ajustar los caudales, inicialmente supuestos para cada una de las tuberías, y repetir entero el proceso para corregir de nuevo los caudales. El método se repite hasta que las correcciones (valores de ∆) son nulos o despreciables. (Ranald V. giles, 1994)

El análisis de las redes de tuberías, sin importar qué tan complejas sean, se basa en dos principios simples: 1. Se debe satisfacer la conservación de la masa a través del sistema. Esto se hace cuando se necesita para todas las uniones en el sistema que el flujo total que entra a una unión sea igual al flujo total que sale de la unión. Además, la razón de flujo debe permanecer constante en las tuberías conectadas en serie sin importar los cambios en los diámetros. 2. La caída de presión (y por lo tanto la pérdida de carga) entre dos uniones debe ser la misma para todas las trayectorias entre las dos uniones. Esto porque la presión es una función puntual y no puede tener dos valores en un punto específico. En la práctica, esta regla se aplica cuando se necesita que la suma algebraica de las pérdidas de carga en un circuito (para todos los circuitos) sea igual a cero (una pérdida de carga se toma como positiva para flujo en la dirección de las manecillas del reloj y negativa para flujo en la dirección contraria a éstas). Por lo tanto, el análisis de las redes de tuberías es muy similar al de los circuitos eléctricos, y la razón de flujo corresponde a la corriente eléctrica y la presión corresponde al potencial eléctrico. Sin embargo, la situación aquí es mucho más compleja, ya que a diferencia de la resistencia eléctrica, la “resistencia de flujo” es una función significativamente no-lineal. En consecuencia, el análisis de las redes de tuberías exige la solución simultánea de un sistema de ecuaciones no-lineales. El análisis de estos sistemas está fuera del ámbito de este texto de carácter introductorio. (YUNUS A. CENGEL)

SISTEMA DE TUBERÍAS CON BOMBAS Y TURBINAS Cuando un sistema de tuberías incluye una bomba y/o turbina, la ecuación de energía de flujo estacionario sobre una base de masa unitaria se puede expresar como: 𝑃1 𝑉1 2 𝑃2 𝑉2 2 + 𝛼1 + 𝑔𝑍1 + 𝑤𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎,𝑢 = + 𝛼2 + 𝑔𝑍2 + 𝑤𝑡𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛𝑎,𝑒 + 𝑔ℎ𝐿 𝜌 2 𝜌 2

También se puede expresar en términos de cargas como: 𝑃1 𝑉1 2 𝑃2 𝑉2 2 + 𝛼1 + 𝑍1 + ℎ𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎,𝑢 = + 𝛼2 + 𝑍2 + ℎ𝑡𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛𝑎,𝑒 + ℎ𝐿 𝜌𝑔 2𝑔 𝜌𝑔 2𝑔 Donde: hbomba,u= wbomba,u/g = es la carga de bomba útil entregada al fluido. hturbina,e = wturbina,e/g = es la carga de turbina extraída del fluido. α= es el factor de corrección de energía cinética cuyo valor está cerca de 1 para la mayoría de los flujos (turbulentos). hL= es la pérdida de carga total en las tuberías (inclusive las pérdidas menores si son importantes) entre los puntos 1 y 2. La carga de bomba es cero si el sistema de tubería no incluye una bomba o un ventilador, la carga de turbina es cero si el sistema no incluye una turbina y ambos son cero si el sistema no incluye algún dispositivo mecánico para producir o consumir trabajo. Muchos sistemas de tuberías prácticos incluyen una bomba para llevar un fluido de un depósito a otro. Cuando se considera que los puntos 1 y 2 están en las superficies libres de los depósitos, en este caso la ecuación de energía se reduce para la carga de bomba útil necesaria a (Fig.6): ℎ𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎,𝑢 = (𝑍2 − 𝑍1 ) + ℎ𝐿

Figura 6 Porque las velocidades en las superficies libres son despreciables y las presiones están a presión atmosférica. Por lo tanto, la carga de bomba útil es igual a la diferencia de elevación entre los dos depósitos más la pérdida de carga. Si la pérdida de carga es

despreciable en comparación con z2-z1, la carga de bomba útil simplemente es igual a la diferencia de elevación entre los dos depósitos. En el caso de z1>z2 (el primer depósito está a una elevación mayor que el segundo) sin bomba, el flujo se conduce por medio de gravedad a una razón de flujo que provoca una pérdida de carga igual a la diferencia de elevación. Una vez que se conoce la carga de bomba útil, la potencia mecánica que necesita desarrollar la bomba acoplada con un motor eléctrico y la potencia eléctrica consumida por el motor de la bomba para una razón de flujo específica se determinan a partir de: 𝑊𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎,𝑐𝑖𝑔𝑢𝑒ñ𝑎𝑙 =

𝜌ὺ𝑔ℎ𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎,𝑢 𝜂𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎

Y

𝑊𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡 =

𝜌ὺ𝑔ℎ𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎,𝑢 𝜂𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎−𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟

Donde: 𝜂𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎−𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 = es la eficiencia del acoplamiento de bomba con motor, que es el producto de las eficiencias de la bomba y el motor. La eficiencia de acoplamiento bomba-motor se define como la razón de la energía útil entregada al fluido por la bomba a la energía eléctrica consumida por el motor de la bomba y usualmente varía entre 50 y 85 por ciento. La pérdida de carga de un sistema de tuberías aumenta (por lo general cuadráticamente) con la razón de flujo. Una gráfica de la carga de bomba útil necesaria ℎ𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎,𝑢 como función de la razón de flujo se llama curva del sistema (o demanda). La carga producida por una bomba tampoco es constante. Tanto la carga de bomba como la eficiencia de bomba varían con la razón de flujo, y los fabricantes de bombas suministran esta variación en forma tabular o gráfica. Estas ℎ𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎,𝑢 y 𝜂𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎,𝑢 determinadas experimentalmente, graficadas contra el flujo volumétrico ὺ se llaman curvas características (o de suministro o de rendimiento o de operación). La eficiencia de una bomba es suficientemente alta para cierto rango de combinación de carga y razón de flujo. En consecuencia, una bomba que pueda suministrar la carga y razón de flujo necesarios no es esencialmente una elección adecuada para un sistema de tuberías a menos que la eficiencia de la bomba endichas condiciones sea suficientemente alta.

EJERCICIO DE REDES DE TUBERÍA El arreglo que se muestra en la figura 7 se emplea para suministrar aceite lubricante a los rodamientos de una maquina grande. Los rodamientos actúan como restricciones para el flujo. Los coeficientes de resistencia son de 11.0 y 4 .0 para los dos rodamientos. Las líneas en cada rama están constituidas por tubos de acero estirado 1 de 2 pulgada con espesor de pared de 0 .049 pulgada. Cada una de las cuatro vueltas de la tubería tiene un radio medio de 100mm. Incluya el efecto de las vueltas, pero no las perdidas por fricción, porque las líneas son cortas. Determine: a) el flujo volumetrico de aceite en cada rodamiento. b) el flujo volumétrico total en L/min. El aceite tiene una gravedad especifica de 0.881 y viscosidad cinemática de 2.50 X 10 6 m2/s. El sistema se encuentra en el mismo plano, por lo que todas las elevaciones son iguales.

figura 7

Solución Se escribe la ecuación que relaciona la perdida de carga hL a través del sistema en paralelo con las pérdidas de carga en cada línea ha y hb, Obteniendo hL = ha = hb Como todas son iguales se determina la magnitud de estas pérdidas de carga utilizando la ecuación de la energía para encontrar hL 𝑃1 𝑉1 2 𝑃2 𝑉2 2 + + 𝑍1 − ℎ𝑙 = + + 𝑍2 ɣ 2𝑔 ɣ 2𝑔 Como Z1=Z2 Y V1=V2, entonces, 𝑃1 𝑃2 − ℎ𝑙 = ɣ ɣ

ℎ𝑙 =

𝑃1 ɣ

−

𝑃2 ɣ

, Obteniendo ℎ𝐿 =

∆𝑃 ɣ

Al emplear los datos dados se obtiene, ℎ𝐿 =

(275000 − 195000)𝑃𝑎 𝑁 (0.881) (9810 3 ) 𝑚 ℎ𝐿 = 9.26𝑚

Luego se escribe la expresión de ha y hb en términos de la velocidad y el factor de fricción de cada una. Al considerar las pérdidas en las vueltas y los rodamientos, debe tener,

𝑉𝑎 2 𝑉𝑎 2 ℎ𝑎 = 2𝐾1 ( ) + 𝐾2 ( ) 2𝑔 2𝑔 𝑉𝑏 2 𝑉𝑏 2 ℎ𝑏 = 2𝐾1 ( ) + 𝐾3 ( ) 2𝑔 2𝑔

Donde K1= fT (Le/D) = Coeficiente de resistencia para cada vuelta K2 = Coeficiente de resistencia para el rodamiento en la rama a = 11.0 (dado en el planteamiento del problema) K3 = Coeficiente de resistencia para el rodamiento en la rama b = 4.0 (dado en el planteamiento del problema) fT = Factor de fricción en la zona de turbulencia completa dentro de la tubería de acero (Le/D) = Relación de longitud equivalente para cada vuelta. Se necesita el radio relativo de las vueltas, r/D = (100 mm)/( 10.21 mm) = 9.79 De la siguiente figura se encuentra que Le/D = 29.5.

figura 8

El factor de fricción en la zona de turbulencia completa se determina con el empleo de la rugosidad relativa D /ԑ y el diagrama de Moody, leyendo en el extremo derecho de la curva de rugosidad relativa, en el sitio en que se aproxima a una línea horizontal: D/e = 0.010 21 m/1.5 X 10-6m = 6807 Del diagrama de Moody se lee fT = 0.013. Ahora se hace la evaluación de todos los factores de resistencia, y se expresa la perdida de energía en cada rama en términos de la carga de velocidad en ellas: K1= fT (Le/D) = (0.013) (29.5) = 0.384 K2 = 11.0 (dado en el planteamiento del problema) K3 = 4.0 (dado en el planteamiento del problema) Reemplazando los datos en ha y hb se obtiene, 𝑉𝑎 2 𝑉𝑎 2 ℎ𝑎 = 2(0384) ( ) + (11.0) ( ) 2𝑔 2𝑔 𝑉𝑎 2 ℎ𝑎 = 11.77 ( ) 2𝑔

𝑉𝑏 2 𝑉𝑏 2 ℎ𝑏 = 2(0.384) ( ) + (4.0) ( ) 2𝑔 2𝑔

𝑉𝑏 2 ℎ𝑏 = 4.77 ( ) 2𝑔 Como anteriormente se había hallado hL y ha=hb=hL, entonces se reemplaza y se hayan va y vb,

𝑉𝑎 2 ℎ𝑎 = 11.77 ( ) 2𝑔

ℎ𝑎(2𝑔) √ √ 𝑉𝑎 = = 11.77

(2)(9.81)(9.26) 𝑚 11.77 = 3.93 𝑚/𝑠 𝑠

𝑉𝑏 2 ℎ𝑏 = 4.77 ( ) 2𝑔 𝑉𝑏 = √

ℎ𝑏(2𝑔) (2)(9.81)(9.26) = √ 𝑚/𝑠 = 6.17𝑚/𝑠 4.77 4.77

Obteniendo las velocidades y conociendo que el área de cada tubo es de 8.189 X 10-5 m2, se dispone a hallar los flujos volumétrico expresados en L/min, haciendo Q=VA, Qa = VaAa = (3.93 m/s ) ( 8.189 X 10-5 m2)(

60000𝐿/𝑚𝑖𝑛 𝑚3 /𝑠

) =19.3 L/min

En forma similar Qb = VbAb = (6.17 m/s) (8.189 X 10-5 m2)(

60000𝐿/𝑚𝑖𝑛 𝑚3 /𝑠

) = 30.3 L/min

Por lo tanto el flujo volumétrico total es Q1= Qa+Qb = (19.3 + 30.3) L/min= 49.6 L/min

Con esto se concluye el ejercicio.

CAVITACIÓN Por CAVITACION se entiende la formación de bolsas localizadas de vapor dentro del líquido, pero casi siempre en las proximidades de las superficies sólidas que limitan el líquido. En contraste con la ebullición, la cual puede ser causada por la introducción de calor o por una reducción de la presión estática ambiente del líquido, la CAVITACION es una vaporización local del líquido, inducido por una reducción hidrodinámica de la presión. (Figura ). Esta zona de vaporización local puede ser estable o pulsante, y esto altera usualmente el campo normal del flujo. Este fenómeno se caracteriza, entonces, por la formación de bolsas (de vapor y gas) en el interior y junto a los contornos de una corriente fluida en rápido movimiento La condición física fundamental para la aparición de la cavitación es, evidentemente, que la presión en el punto de formación de estas bolsas caiga hasta la tensión de vapor del fluido en cuestión. Puesto que las diferencias de presión en máquinas que trabajan con líquido son normalmente del mismo orden que las presiones absolutas, es claro que esta condición puede ocurrir fácilmente y con agua fría, donde la presión de vapor es de alrededor de 20 cm sobre el cero absoluto.

Figura : Comparación entre Ebullición y Cavitación

GOLPE DE ARIETE El golpe de ariete también es conocido como choque hidráulico, el cual consiste en el incremento momentáneo de presión, este proceso ocurre en un sistema de agua cuando hay cambio repentino de dirección o velocidad del agua. también es denominado como el aumento brusco de caudal por medio de una bomba. Cuando una válvula es cerrada repentinamente, detiene el paso del agua en la tubería y la energía de presión es transferida a la válvula y a la pared de la tubería. Las ondas expansivas se activan dentro del sistema, estas ondas de presión viajan hacia atrás hasta encontrar el siguiente obstáculo sólido, provocando ondas entre los obstáculos. La velocidad de las ondas de presión es igual a la velocidad del sonido; por lo tanto, su “explosión” se da a medida que viajan las ondas hacia adelante y hacia atrás, hasta que se disipa por la pérdida de fricción. (Lahlou)

¿Qué causa el golpe de ariete? Las causas del golpe de ariete son muy variadas. Sin embargo, existen cuatro eventos comunes que típicamente que inducen grandes cambios de presión: 1. El arranque de la bomba, lo que provoca un colapso rápido del espacio vacío que hay en el agua debajo de la bomba. 2. Un fallo de potencia en la bomba, lo que crea un cambio rápido en la energía del suministro del flujo, causando un aumento de la presión en el lado de succión y una disminución de presión en el lado de la descarga.

3. La abertura y cierre de la válvula repentinamente, ya que cambiara rápidamente la velocidad del flujo y puede resultar en una oscilación de presión. 4. Las operaciones inapropiadas o mal uso de dispositivos de protección, ya que puede haber un exceso en el tamaño de la válvula de alivio por sobrepresión o una incorrecta selección.

Medidas de prevención • Disminución de la velocidad en tuberías • Cierre o apertura lenta de válvulas o registros • Empleo de válvulas o dispositivos mecánicos especiales • Fabricación de tubos con espesor aumentado • Construcción de pozos de oscilación • Instalación de máquinas de aire comprimido que amortigüen los golpes

REFERENCIAS 2012. Curso Hidraulica . [En línea] 28 de febrero de 2012. [Citado el: 14 de noviembre de 2018.] http://hidraulicaucentral.blogspot.com/2012/02/sistemas-de-tuberias.html. DULHOSTE, Jean-François. Mecanica de Fluidos. flujo en sistemas de tuberias . [En línea] [Citado el: 28 de noviembre de 2018.] http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/djean/index_archivos/Documentos/MF7_Flujo_en_sistemas_de_tube rias.pdf. Mott, Robert L. 2006. Mecanica de Fluidos . Mexico : Perason , 2006. Ranald V. giles, Jack B. Evett, Cheng Liu. 1994. Mecanica de los Fluidos e Hidraulica. Madrid : McGraw Hill, 1994. 2015. SISTEMAS DE REDES DE TUBERIAS. [En línea] prezi, 22 de abril de 2015. [Citado el: 14 de noviembre de 2018.] https://prezi.com/yzgen1zgicz5/sistemas-de-redes-de-tuberias/. YUNUS A. CENGEL, JOHN M. CIMBALA. Mecanica de fluidos fundamentos y aplicaciones . s.l. : Mc Graw Hill, págs. 354-355. Marchegiani, Ariel R. 2006. Cavitacion. 2006.

(Lahlou)http://www.nesc.wvu.edu/pdf/dw/publications/ontap/2009_tb/spanish/water_hammer_ DWFSOM141.pdf https://www.0grados.com/golpe-de-ariete-consecuencias-y-prevenciones/