HIDRONEUMTICOS

Tiempo crtico: Es el tiempo que demora una onda en ir y volver hasta el punto donde fue originada. As entonces:

Porqu es importante el tiempo crtico?Porque si la onda demora ms que ese tiempo (se est frente a un cierre lento) el golpe de ariete es ms suave ya que el cambio de velocidad V (variacin de velocidad) es menor y cuando la onda vuelve, segn ya vimos, con signo contrario, contrarresta el efecto de golpe de ariete. Contrariamente si la onda demora menos que el tiempo crtico, el golpe de ariete es ms severo.Se est frente a un cierre rpido.El tiempo de detencin de las bombas es, en la mayora de los casos, muy rpido, de slo algunos pocos segundos

Frmula de Joukowsky.En un cierre rpido la variacin de presin en el punto donde se ha provocado la onda de presin se puede evaluar como:

Clculo de la sobre presin y sub presin en una aduccin por cierre lento(METODO DE LA COLUMNA RIGIDA)

ALGUNOS CALCULOS SIMPLIFICADOS MEDIANTE GRAFICOS

CALCULO DE LA LINEA PIEZOMETRICA PARA UNA IMPULSION SIN PROTECCION(Grficos para la cada de presin)WR2=Momento de inercia del motor - bomba

El libro Waterhammer Analysis de J. Parmakian se presentan varios de estosgrficos: para K= 0 - 0,3 - 0,5 y 0,7El valor de K es la relacin entre la prdida de carga total en la impulsin, incluida la prdida en el orificio del estanque y la presin absoluta en el estanque. K= prdidas / Ho* En esta figura K=0,3Ms adelante se presenta un ejemploaplicado a un estanque con bolsaelastomrica internaCALCULO DE LA LINEAPIEZOMETRICA EN UNA IMPULSION CON HIDRONEUMATICO

Para el clculo de la lnea piezomtrica junto a la bomba y en el punto medio de una impulsin sin proteccin alguna al golpe de ariete se necesita determinar el momento de inercia del conjunto motor - bomba. Este momento de inercia, si es que no se obtiene del fabricante, se puede determinar mediante la siguiente frmula emprica: Ms adelante, al final del tema acerca de estanques hidroneumticos se encuentra un ejemplo detallado que considera una impulsin en la cual primero se verifica si necesita proteccin al golpe de ariete, es decir se aplica el primer grfico que se ha dado aqu con la respectiva utilizando la frmula del parmetro K. Luego de demostrar que es necesaria una proteccin se efecta el clculo del estanque hidroneumtico con la utilizacin del segundo grfico.

METODO GRAFICO DE BERGERON

CUANDO NO SE DEBE UTILIZAR HIDRONEUMATICO?1.- En impulsiones muy bajas (alturas manomtricas del orden de 5 m) y relativamente largas pues el volumen de estanque hidroneumtico es muy grande.

2.- En impulsiones relativamente bajas y gran caudal (Q > 1,0 m3/s) pues se requerir de bombas de gran dimensin, con rotacin lenta y por lo tanto con motores de gran momento de inercia. Ese momento de inercia hay que aprovecharlo. Si se instalan hidroneumticos tendern a cerrar muy rpidamente las vlvulas de retencin de las bombas dejando fuera de accin el efecto benfico del giro de los pesados motores elctricos.

SE CONCLUYE EL TEMA DE ESTANQUES HIDRONEUMATICOS CON UN EJEMPLO COMPLETO. SE TRATA DE UN CALCULO SENCILLO DE ESTANQUE HIDRONEUMATICO POR MEDIO DE GRAFICOS DE PARMAKIAN Y DETERMINACION DE LA PRESION CORRECTA, ANTES DE INSTALARLO, SI SE TRATA DE ESTANQUE CON BOLSA ELASTOMERICA INTERNA Podra surgir la pregunta: cundo usar este mtodo y cuando el Mtodo de las Caractersticas?Es mi opinin que en impulsiones de dimetro pequeo (menor que unos 250 mm a 300 mm o en impulsiones cortas (menores que unos 1000 m, se podra utilizar una metodologa como la de este ejemplo cuando se presenta un perfil longitudinal que no sea muy complejo y que la solucin indique slo estanques hidroneumticos como nico elemento de proteccin. En impulsiones mayores o bien donde es necesario analizar otros tipos de protecciones o combinaciones de elementos de proteccin, se debera utilizar el Mtodo de las Caractersticas. En otras palabras, cuando la inversin sea considerable o bien cuando el perfil longitudinal sea muy desfavorable o complejo.

Este ejemplo cubre los siguientes aspectos:

1.- Clculo del golpe de ariete sin proteccin alguna

2.-Clculo del volumen de aire inicial en el estanque hidroneumtico

3.- Volumen mnimo del hidroneumtico

4.- Presin correcta de aire en el estanque con bolsa elastomrica antes de conectarlo a la impulsin

5.- Qu sucede si al estanque se le inyecta ms presin que la necesaria? (Se efectan los clculos.)

6.- Cantidad de estanque hidroneumticos con bolsa elastomrica a ser instalados

Se trata de proteger esta impulsin con estanques hidroneumticos con bolsa elastomrica interna.

CALCULO DE LA LINEA PIEZOMETRICA PARA UNA IMPULSION SIN PROTECCION(Grficos para la cada de presin)WR2=Momento de inercia del motor - bomba

GRAFICO PARA CALCULAR LALINEA PIEZOMETRICA JUNTOA LA BOMBA Y EN EL PUNTOMEDIO DE LA IMPULSION CUANDOSE INSTALA UN ESTANQUEHIDRONEUMATICO

(Hay que verificar primero cul grficoutilizar, conforme el valor K,( que no es igual al valor K de la frmula anterior), Esto se explica en el ejemplo)

El mismo ejemplo calculado por el Mtodo de las Caractersticas

Compare los resultados. Por ejemplo la expansin mxima del aire. Por el mtodo grfico de J. Parmakian result 593 litros. (En el presente clculo Vo = 333 litros)