Mecnica de Fluidos e Hidrulica

Velocidad de SuccinGolpe de Ariete (Water Hammer)

Transporte de Slidos en Tuberas

Velocidad Especfica de Succin

Velocidad Especfica de Succin

Al disear un sistema de bombeo, hay que preocuparse de no disear un sistemaAl disear un sistema de bombeo, hay que preocuparse de no disear un sistemacon un dimetro de tubera tan pequea que nos incremente el NPSH disponible,con la consecuencia de producir cavitacin, ni disearla tan grande que seencarezca demasiado.

Para ayudarnos en el diseo, existe un nmero (velocidad especfica de succin)que considera la velocidad de la bomba, caudal y NPSH:

Vs = n (GPM)(NPSH)

Donden = Velocidad de la bomba en R P Mn = Velocidad de la bomba en R.P.M.GPM = Caudal de la bomba en el punto de mejor eficiencia.NPSH = El requerido por la bomba en el caudal de mejor eficiencia, en pies.

La experiencia nos ensea que 9000 es un valor razonable de velocidad especficade succin.

Golpe de Ariete

Golpe de Ariete

Qu es el Golpe de Ariete? (movimiento amortiguado)

El golpe de ariete hidrulico se traduce en el aumento brusco y oscilante de lapresin de agua dentro de la tubera, producto de la interrupcin brusca desuministro de agua, como por ejemplo cuando una vlvula se cierrarpidamente. El agua circulante golpea la vlvula cerrada y rebota contra susuperficie generando una onda. Entonces la energa cintica del agua seconvierte en trabajo elstico y se propaga aguas arriba.

Golpe de Ariete

Las causas ms comunes son: Maniobra de las vlvulas (apertura o cierre). Parada o arranque de bombas y turbinas.q y El funcionamiento de vlvulas anti-retorno, vlvulas reductoras de

presin, vlvulas limitadoras y vlvulas de admisin o escape deaire.

Ruptura de tuberas Ruptura de tuberas. Aire atrapado en las tuberas. Llenado o vaciado de la instalacin. Cambios de carga en centrales hidrulicas.

Golpe de ArieteConsecuencias del Golpe de ArieteConsecuencias del Golpe de Ariete

Alzas de Presin: Rotura o deformacin de tuberas (hinchazn, abolladura o dobleces). Dao en las fijaciones de las tuberas Dao en las fijaciones de las tuberas. Dao en las bombas, fundaciones, interior de tuberas y vlvulas.

Cadas de Presin Desintegracin del revestimiento de tuberas de Cemento. Filtraciones en franges, puntos de unin, vlvulas. Contaminacin del contenido de la tubera. Inundacin de estanques Inundacin de estanques.

Golpe de Ariete

Golpe de Ariete

Golpe de Ariete

Golpe de Ariete

Golpe de Ariete

Alturas (presiones) y velocidades en un cierre brusco

Golpe de ArieteDispositivos para controlar el golpe de ariete:Dispositivos para controlar el golpe de ariete: Cierre gradual de vlvulas. Cuanto ms larga es la tubera, tanto ms deber durar

el cierre. Si ocurre una parada brusca de una bomba elctrica, se utilizan tanques neumticos

d i i id t i t i l l d llcon cmara de aire comprimido, torres piezomtricas o vlvulas de muelle quepuedan absorber la onda de presin, mediante un dispositivo elstico.

Colocacin de ventosas de aireacin con las siguientes funciones:g 1 introducir aire cuando en la tubera se extraiga el Fluido, para evitar que se generen

vacos 2 extraccin de grandes bolsas de aire que se generen, para evitar que una columna de

aire empujada por el Fluido acabe reventando codos o, como es ms habitual en lasp j p ,crestas de las redes donde acostumbran a acumularse las bolsas de aire

3 extraccin de pequeas bolsas de aire, debido a que el sistema de las mismasventosas por lado tienen un sistema que permite la extraccin de grandes cantidades yotra va para las pequeas bolsas que se puedan alojar en la misma ventosap p q q p j

Centrales hidroelctricas, cuando se produce una cada parcial o total de lademanda. En estos casos tratndose de volmenes importantes de fluido que debenser absorbidos se utilizan en la mayora de los casos torres piezomtricas que seser absorbidos, se utilizan en la mayora de los casos torres piezomtricas que seconectan con la presin atmosfrica, o vlvulas de seguridad.

Golpe de Ariete

V0VP Cg

= C es la velocidad de la onda (velocidad relativa respecto al fluido) de sobrepresin

o depresin, tambin llamada Celeridad. Vo es la velocidad media del fluido, en rgimen, g = 9.81m / s2 es la aceleracin de la gravedad.

A su vez, la velocidad de la onda se calcula como:

K es el mdulo elstico del fluido, ro es la densidad del fluido, E es el mdulo de elasticidad (mdulo de Young) de la tubera que naturalmente depende del E es el mdulo de elasticidad (mdulo de Young) de la tubera que naturalmente depende del

material de la misma, e es el espesor de las paredes de la tubera, D es el dimetro de la tubera.

T = (L / c) + (L / c) = 2 L / c

Golpe de Ariete

Transporte de Slidos en Tuberas

Transporte de Slidos en Tuberas

A la mezcla slidos triturados o molidos y agua suelellamrsele Hidromezcla o Pulpa.

Los slidos transportados pueden ser minerales, carbn,concentrados, materiales granulares, etc., siemprecombinados con una cantidad de agua o lquido que sirvecombinados con una cantidad de agua o lquido que sirvede medio fluido.

Se realizan en Mineroductos Se realizan en Mineroductos o tuberas especialmente acondicionadas para el transporte de slidos.

Transporte de Slidos en Tuberas

C t ti d l P l l Di Caractersticas de las Pulpas para el Diseo

1 P E fi D ( b i id d d t )1. Peso Especfico y Dureza (abrasividad y desgaste)

2. Granulometra

3 Concentracin de slidos3. Concentracin de slidos

4. Hidrulica y flujo turbulento

5. Viscosidad5. Viscosidad

6. Prdidas de carga

Transporte de Slidos en Tuberas

Transporte de Slidos en Tuberas

Concentracin de Slidos

Transporte de Slidos en TuberasTipo de FlujoTipo de Flujo

Transporte de Slidos en Tuberas

V l id d d l Fl jVelocidades del Flujo

Transporte de Slidos en Tuberas

Transporte de Slidos en Tuberas

Transporte de Slidos en Tuberas

Equipos Bombas (Centrfugas, de Pistones, Especiales)

TuberasTuberas

Equipos Auxiliares (vlvulas bombas auxiliares Equipos Auxiliares (vlvulas, bombas auxiliares, instrumentacin de control)

Transporte de Slidos en Tuberas

Bibliografa

-Lopez Jimeno C Manual de Arranque Carga y Tansporte en minera cielo-Lopez Jimeno, C. Manual de Arranque, Carga y Tansporte en minera cielo abierto, Instituto Tecnolgico Geominero de Espaa, 1995.

-Blanco, E., Ballesteros, R. Sistemas de Bombeo. Area de Mecnica de Fluidos, Universidad de Oviedo, Espaa. 2001.