Golpe de ariete

El golpe de ariete es una onda de presin u onda producen cuando un fluido en movimiento se ve obligado a detenerse o cambiar de direccin repentinamente. El golpe de ariete se produce comnmente cuando una vlvula se cierra de repente en un extremo de un sistema de tuberas, y una onda de presin se propaga en el tubo. Tambin se le llama choque hidrulico.Esta onda de presin puede causar grandes problemas, el ruido y las vibraciones a un colapso de la tubera. Es posible reducir los efectos de los pulsos de golpe de ariete con acumuladores y otras caractersticas.Los clculos aproximados se pueden realizar utilizando la ecuacin Joukowsky, o los ms precisos utilizando el mtodo de las caractersticas.Causa y efectoSi el tubo se cerr de repente en la salida, la masa de agua antes de que el cierre todava se est moviendo hacia adelante con una cierta velocidad, la creacin de una alta presin y las ondas de choque. En fontanera domstica esto se experimenta como un fuerte estruendo parecido a un ruido de martilleo. El golpe de ariete puede causar tuberas para romper si la presin es lo suficientemente alta. Las trampas de aire o tubos de soporte a veces se aaden como amortiguadores a los sistemas de agua para proporcionar un amortiguador para absorber la fuerza del agua en movimiento para evitar daos en el sistema.En las estaciones de generacin hidroelctrica, el agua viaja a lo largo del tnel o de la tubera puede ser impedido de entrar en una turbina mediante el cierre de una vlvula. Sin embargo, si, por ejemplo, se encuentra a 14 km del tnel de 7,7 m de dimetro, lleno de agua que viaja a 3,75 m/s, que representa una gran cantidad de energa cintica que debe ser detenido. Esto se consigue con frecuencia por una chimenea de equilibrio abierto en la parte superior, en la que fluye el agua. A medida que el agua se eleva hasta el eje, la conversin de la energa cintica en energa potencial, que desacelera el agua en el tnel. En algunas estaciones de HEP, lo que parece una torre de agua es en realidad uno de estos dispositivos, conocida en estos casos como un depsito de compensacin.En el hogar, el golpe de ariete puede ocurrir cuando un lavavajillas, lavadora, de tocador o cierra el flujo de agua. El resultado puede ser escuchado como una fuerte explosin, golpeo repetitivo, o como algunos estremecimiento.Por otro lado, cuando una vlvula de aguas arriba en una tubera se cierra, agua, aguas abajo de la vlvula de intentos de continuar fluyendo, creando un vaco que puede provocar que el tubo se colapse o implosin. Este problema puede ser particularmente agudo si la tubera est en una pendiente cuesta abajo. Para evitar esto, las vlvulas de alivio de aire y de vaco, o rejillas de ventilacin de aire, se instalan justo aguas abajo de la vlvula para permitir que el aire entre la lnea y evitar que este vaco que se produzcan.Otras causas del golpe de ariete se falla en la bomba y compruebe Slam de la vlvula.Fenmenos relacionadosSistemas de distribucin de vapor tambin pueden ser vulnerables a una situacin similar a los golpes de ariete, conocido como martillo de vapor. En un sistema de vapor, martillo de agua ms a menudo se produce cuando una parte del vapor se condensa en agua en una seccin horizontal de la tubera de vapor. Posteriormente, el vapor recoge el agua, forma un "lingote" y lo lanza a alta velocidad en una instalacin de tuberas, la creacin de un ruido de golpeteo fuerte y haciendo hincapi en gran medida la tubera. Esta condicin es causada generalmente por una estrategia de descarga de la condensacin pobre.Cuando se utilizan trampas llenas de aire, stos se agotan con el tiempo de su aire atrapado durante un largo perodo de tiempo a travs de la absorcin en el agua. Esta se puede curar mediante el corte de la alimentacin, la apertura de grifos en los lugares ms altos y ms bajos para drenar el sistema, y despus el cierre de los grifos y la reapertura de la oferta.Golpe de ariete durante una explosinCuando una explosin ocurre en un espacio cerrado, martillo de agua puede hacer que las paredes del recipiente se deforme. Sin embargo, tambin puede impartir el impulso al recinto si est libre para moverse. Una explosin bajo el agua en el SL-1 vasija del reactor nuclear caus el agua para acelerar hacia arriba a travs de 0,76 m de aire antes de que se golpe la cabeza de la vasija a 49 m/s con una presin de 680 atm. Esta onda de presin causado el recipiente de acero de 12.000 kg para saltar 2,77 m en el aire antes de que se dej caer en su ubicacin anterior.Las medidas de mitigacinGolpe de ariete ha causado accidentes y muertes, pero por lo general el dao se limita a la rotura de tuberas o apndices. Un ingeniero siempre debe evaluar el riesgo de una explosin de tuberas. Tuberas que transportan lquidos o gases peligrosos garantizan un especial cuidado en el diseo, construccin y operacin.Las siguientes caractersticas pueden reducir o eliminar el golpe de ariete: Reducir la presin del suministro de agua al edificio mediante la instalacin de un regulador. Baje la velocidad del fluido. Para evitar el golpe de ariete baja, grficos pipe-dimensionamiento de algunas aplicaciones recomiendan velocidad de flujo igual o inferior a 1,5 m/s Coloque las vlvulas de cierre lento. Vlvulas de llenado WC estn disponibles en un tipo de relleno tranquilo que se cierra en silencio. De presin alta tubera. Un buen control de la tubera. Torres de agua ayudan a mantener las tasas de flujo estacionario y atrapar grandes fluctuaciones de la presin. Vasos de aire funcionan en mucho la misma manera que las torres de agua, pero son presurizado. Por lo general tienen un cojn de aire por encima del nivel del lquido en el recipiente, que puede ser regulada o separadas por una vejiga. Los tamaos de los buques de aire pueden ser de hasta cientos de metros cbicos de grandes tuberas. Vienen en muchas formas, tamaos y configuraciones. Tales recipientes son a menudo llamados acumuladores o tanques de expansin. Un dispositivo hidroneumtico similar en principio a un amortiguador llama un "golpe de ariete Supresor 'se puede instalar entre la tubera de agua y la mquina, para absorber el choque y detener los golpes. Vlvulas de ventilacin suelen remediar bajas presiones en los puntos altos de la tubera. Aunque a veces un gran nmero de efectivos, vlvulas de aire necesitan ser instalados. Estas vlvulas tambin permiten que el aire en el sistema, que es a menudo no deseado. Ms cortas longitudes de ramal. Longitudes ms cortas de tubo recto, es decir, poner los codos, los bucles de expansin. El golpe de ariete se relaciona con la velocidad del sonido en el fluido, y los codos reducir las influencias de las ondas de presin. La organizacin de la tubera ms grande en los bucles que suministran ms cortos ramales de tubos run-out ms pequeos. Con tubera de bucle, menores flujos de velocidad de ambos lados de un bucle puede servir a una rama. Volante de la bomba. Bombeo de bypass estacin. Las centrales hidroelctricas deben ser cuidadosamente diseados y mantenidos por el golpe de ariete puede causar tuberas de agua a fallar catastrficamente.