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“AÑO DE LA UNIDAD LA PAZ Y EL DESARROLLO” UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA GOLPE DE ARIETE CURSO: FÍSICA GENERAL II DOCENTE: Mg. DENIS MANUEL ABANTO GONZALES INTEGRANTES: - LOJE POLO, IBETH AKENMY - RIOS FERNÁNDEZ, ESTEFANY RAQUEL - RODRÍGUEZ SAAVEDRA,LUIS MIGUEL TRUJILLO - PERÚ 2023 Cuando se anula el caudal en una conducción, el flujo que circula aguas arriba choca bruscamente con el obturador (B) provocando un apiñamiento que se traduce en un aumento de presión, que se propaga a la tubería a una velocidad C. Aguas abajo, por el contrario, aparece un estiramiento que se traduce en una disminución de presión. Aunque la anulación nunca será instantánea, así lo vamos a considerar de momento a efectos de conceptos. Cuando hay dos materiales: En un cierre lento, cuando la primera onda formada vuelve al obturador aún no se ha anulado del todo el caudal. Los previsibles aumentos de presión hasta alcanzar el valor de Allievi se van compensando con las ondas que están de regreso: en consecuencia, la presión dP en el obturador ya no aumenta más. Por semejanza de triángulos: Calcúlese el golpe de ariete en una conducción de acero de 4000 m de longitud, 1m de diámetro y 9 mm de espesor (Q=1.5 m^3/s y T= 3s). El "golpe de ariete" es un fenómeno que se estudia en la rama de la mecánica de fluidos conocida como "hidráulica de tuberías". El golpe de ariete se produce cuando hay cambios abruptos en el flujo de un fluido en una tubería, especialmente cuando se interrumpe o se cierra bruscamente el flujo. Principio de funcionamiento de la bomba de ariete El fenómeno del golpe de ariete se debe a las ondas de presión que se generan y se propagan a lo largo de la tubería debido a la inercia del fluido. Estas ondas de presión pueden causar fluctuaciones significativas en la presión y el caudal del fluido, lo que puede generar problemas en las tuberías y los sistemas de distribución, como daños estructurales, roturas de tuberías, golpeteo y ruidos. Aplicaciones de la bomba de ariete El estudio del golpe de ariete implica el análisis de los principios de la hidrodinámica, la cinética de fluidos y la propagación de ondas en tuberías. Se utilizan ecuaciones y modelos matemáticos para comprender y predecir el comportamiento de las ondas de presión, así como técnicas de mitigación y diseño de sistemas que minimicen los efectos del golpe de ariete, como el uso de válvulas de alivio, válvulas de cierre lento y dispositivos de amortiguación. Ventajas y desventajas de la bomba de ariete En el campo de la mecánica de fluidos, el fenómeno del golpe de ariete presenta tanto ventajas como desventajas. A continuación, algunas de ellas son: Ventajas del golpe de ariete: Energía adicional: El golpe de ariete puede generar un aumento temporal en la presión y el caudal del fluido, lo que puede ser aprovechado en ciertas aplicaciones, como sistemas de bombeo para superar ciertas restricciones o para proporcionar una mayor energía para el funcionamiento de dispositivos específicos. Desventajas del golpe de ariete: Daños estructurales: El golpe de ariete puede generar picos de presión significativos que pueden dañar las tuberías y los componentes del sistema de distribución. Esto puede resultar en roturas de tuberías, daños en las válvulas y conexiones, y un desgaste prematuro de los equipos. Ruido y vibraciones: Las fluctuaciones bruscas de presión y flujo causadas por el golpe de ariete pueden generar ruidos y vibraciones indeseables en las tuberías y los equipos asociados. Esto puede ser una molestia para las personas que trabajan en el entorno y puede causar daños adicionales a los componentes debido a la vibración. Mayor consumo de energía: El golpe de ariete puede provocar un aumento en la pérdida de carga en el sistema, lo que se traduce en una mayor resistencia al flujo y, por lo tanto, un mayor consumo de energía. Esto puede ser una desventaja en términos de eficiencia energética y costos operativos. Para mitigar los efectos negativos del golpe de ariete, se pueden aplicar diversas medidas: Uso de dispositivos de amortiguación: Se pueden instalar dispositivos, como tanques de amortiguación o válvulas de alivio, que absorban las fluctuaciones de presión y eviten que se propaguen por el sistema. Estos dispositivos ayudan a reducir los picos de presión y minimizan los daños estructurales. Diseño adecuado de las tuberías y los componentes: Se pueden utilizar diseños de tuberías y componentes que minimicen los cambios bruscos en el flujo y reduzcan la probabilidad de ocurrencia del golpe de ariete. Por ejemplo, se pueden utilizar tramos rectos de tubería antes y después de las válvulas de cierre rápido para suavizar las transiciones. Control de válvulas: Es importante controlar de manera adecuada la apertura y cierre de las válvulas en el sistema para evitar cambios bruscos en el flujo que puedan desencadenar el golpe de ariete. Se pueden utilizar técnicas de cierre lento para minimizar el impacto del golpe de ariete. Es fundamental considerar estas medidas de mitigación durante el diseño, la instalación y el mantenimiento de los sistemas de fluidos para evitar o minimizar los efectos negativos del golpe de ariete y garantizar un funcionamiento seguro y eficiente. CONCLUSIONES El golpe de ariete a gran escala puede ser muy peligroso, y todos entienden la necesidad de establecer medidas en contra de él. Por otra parte, el golpe de ariete a menor escala generalmente es ignorado. A pesar de que toma mayor tiempo, también el golpe de ariete a menor escala generalmente conduce a daños. Desde un punto de vista de mantenimiento, es imperativo que de igual manera se tomen medidas en contra de este tipo de golpe de ariete. ANEXOS
