Estudio del golpe de ariete

Abstract

El estudio de los fenómenos físicos no permanentes en mecánica de fluidos adquiere importancia para su aplicación en ciertos casos prácticos cuya solución requiere inevitablemente el planteamiento del problema con el mínimo de simplificaciones y como se entenderá la elaboración analítica de ecuaciones que describan los fenómenos requerirá de la aplicación frecuente del análisis Matemático para el planteamiento de las ecuaciones diferenciales a partir de la aplicación de las leyes de la Mecánica de Newton, así como los principios de conservación de la materia y la energía, finalmente la solución de las ecuaciones planteadas se puede hacer en forma general (si es posible) o si no valiéndose de métodos aproximados, en la mayoría de los casos las ecuaciones solución aplicadas a casos prácticos resultan simplificadas por condiciones especiales de contorno o comportamiento del sistema en estudio. Cuando se experimenta una variación de caudal fluido a través de un conducto debido a cualquier causa, el estado de régimen se consigue después de una serie de oscilaciones amortiguadas de presión y velocidad en ciertos casos la velocidad de propagación de estas oscilaciones es muy cercana a la velocidad del sonido en el fluido circulante siendo las variaciones de presión y velocidad bastante apreciables, razón por la cual es necesario tenerlo lo bien en cuenta para los efectos del diseño de las instalaciones en cuestión, el fenómeno así descrito en una forma general se denomina en la terminología técnica hispana “golpe de ariete” Los casos prácticos en que se produce el fenómeno de golpe de ariete son: Variación de la carga en las turbinas hidráulicas de un central que obliga a una variación del flujo por el regulador. - Apertura de la admisión en el caso anterior - Rotura de la tubería por la aceleración consiguiente - Arranque o parada de bombas - Acción de bombas reciprocantes - Cambio del nivel de un reservorio - Vibración del rotor o paletas guía en bombas, ventiladores o turbinas, etc. Como se ve la importancia que reviste a este tipo de instalaciones exige del Ing. Mecánico encargado del diseño de las mismas poder proveer las variaciones de presión producidas en función de los tiempos de manera de poder calcular los conductos que serán capaces de soportar dichas variaciones. Se pretende con este modesto trabajo dar una visión concisa del fenómeno girando alrededor de la elaboración de las ecuaciones generales que lo describen para esto se hace mención a los diferentes tipos de flujos que se presentan en mecánica.