practica 10-Fluidos - Salvador Hdz

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Universidad Autónoma de Nuevo León
Facultad de ingeniería mecánica y eléctrica
Laboratorio de Mecánica de Fluidos
Práctica # 10
Tiempo teórico de vaciado
Alumno: Matrícula: 
Brigada: Dia: Hora: 
		
Introducción
Existen causas que no tienen por qué ser debidas a un mal mantenimiento ni diseño, como pueden ser roturas por sobrecargas excesivas, aunque, en principio, esto podría ser considerado un error de diseño, por no contemplar las cargas a las que podría estar sometida la tubería.
Se pueden producir roturas de tuberías por asentamientos de tuberías cercanas o, incluso, por asentamiento de otras construcciones por perforaciones realizadas por excavación.
Otra posible razón es, por la acción de agentes corrosivos que se encuentren situados en el terreno, o bien por el arrastre de dichos agentes corrosivos por el agua que circula por el subsuelo.
Marco teórico
¿Qué es la cavitación y el golpe de ariete? 
CAVITACION
La cavitación es un efecto hidrodinámico que se produce en sistemas de bombeo con bombas centrífugas, por variaciones súbitas de presión dentro de la bomba o dentro la tubería. Micro porciones de líquido se evaporan súbitamente formándose burbujas que viajan a zonas de mayor presión e implosionan (el vapor regresa al estado líquido de manera súbita, «aplastándose» bruscamente las burbujas).
La implosión causa ondas de presión que viajan en el líquido a velocidades próximas a las del sonido. Si las burbujas de vapor se encuentran cerca o en contacto con una pared sólida cuando implosionan, las fuerzas ejercidas por el líquido al aplastar las burbujas dan lugar a presiones localizadas muy altas, ocasionando picaduras sobre la superficie sólida. El fenómeno generalmente va acompañado de ruido y vibraciones, dando la impresión de que se tratara de piedras que golpean en diferentes partes de una máquina.
GOLPE DE ARIETE
Un golpe de ariete es un aumento repentino de la presión causado por un cambio rápido en la velocidad de caudal de la tubería. Este fenómeno se denomina "golpe de ariete" porque los aumentos repentinos de la presión suelen ir acompañados de un ruido semejante al que haría la tubería si se golpease con un martillo.
Este aumento repentino de la presión puede hacer estallar las tuberías, romper las uniones y causar daños a la bomba y/o el motor.
Si el agua se mueve por una tubería con una velocidad determinada y mediante una válvula se le corta el paso totalmente, el agua más próxima a la válvula se detendrá bruscamente y será empujada por la que viene detrás. De esta manera empezará a comprimirse en las proximidades de la válvula y el resto del líquido comprimirá al que la precede hasta que se anule su velocidad. Esta compresión se va trasladando hacia el origen a medida que el agua va comprimiendo al límite a la que le precede, en un efecto parecido al de un sunami en el mar.
La energía cinética que lleva el agua se transforma en energía de compresión, produciendo alto ruido y fuerte vibración de la tubería de conducción del fluido.
¿Como evitar una cavitacion?
Podemos evitar que la cavitación ocurra si:
· Contamos con profesionales que nos diseñen el tanque correctamente, no cualquier bomba sirve.
· Se utiliza un filtro de respiradero en el tanque
· Se instalan líneas de succión dimensionadas y configuradas correctamente
· Remover filtración en la línea de succión
· Utilizar una bomba correctamente dimensionada, es decir, utilizar una bomba del tamaño correcto para la tarea que se quiere realizar con ella. De nuevo tenemos que contar con profesionales en este sentido. 
· Mantener una temperatura adecuada del fluido
· Utilizar una succión con presión positiva.	
	
¿Como evitar un golpe de ariete?
Para evitar este efecto, existen diversos sistemas:
El golpe de ariete se produce cuando el fluido está en movimiento, por lo que será más violento cuanto mayor sea la velocidad del fluido en la conducción; de ahí que siempre es conveniente que éstas sean de diámetro adecuado para que las velocidades sean pequeñas.
Para evitar los golpes de ariete causados por el cierre de válvulas, hay que estrangular gradualmente la corriente de fluido, es decir, cortándola con lentitud utilizando para ello, por ejemplo, válvulas de asiento. Cuanto más larga es la tubería, tanto más tiempo deberá durar el cierre.
Sin embargo, cuando la interrupción del flujo se debe a causas incontrolables como, por ejemplo, la parada brusca de una bomba eléctrica, se utilizan tanques neumáticos con cámara de aire comprimido, torres piezométricas o válvulas de muelle que puedan absorber la onda de presión, mediante un dispositivo elástico.
Otro método es la colocación de ventosas de aireación, preferiblemente trifuncionales (estos dispositivos son para disminuir otro efecto que se produce en las redes de agua o de algún otro fluido parecido al desalojarlo del sistema, mas no es propio del fenómeno del golpe de ariete).
Desarrollo
Datos y resultados
	H
(cm)
	Diámetro
(mm)
	T real
(seg)
	T teórico
(seg)
	45
	5
	69.6 seg
	98 seg
	35
	5
	1.07 min
	86 seg
	25
	5
	56.16 seg
	73.29 seg
	45
	8
	28 seg
	38 seg
	35
	8
	24 seg
	33 seg
	25
	8
	20.03 seg
	28 seg
 	Drecip = 9cm
 Dorif = 5mm y 8mm
Tt = = 98 seg
Tt = = 86 seg
Tt = = 73 seg
Tt = = 38 seg
Tt = = 33 seg
Tt = = 28 seg
Conclusión
En esta práctica se pudo observar, calcular y dar como resultado las comparaciones del tiempo de vaciado con las fórmulas proporcionadas por el manual. Respecto a los resultados se puede observar que hay variaciones de ambos resultados (refiriéndose al tiempo real y teórico), pero hay que recordar que los resultados teóricos varían respecto a los reales ya que las condiciones en el ambiente donde se realizó la practica altera los resultados.
	
Referencias
Cavitacion y golpe de ariete. (2020). compigual4.0. http://www.portalelectromecanico.org/CURSOS/BombasHidraulicas/cavitacion_y_golpe_de_ariete.html 
colaboradores de Wikipedia. (2022, 8 febrero). Golpe de ariete. Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Golpe_de_ariete#:%7E:text=Para%20evitar%20los%20golpes%20de,tiempo%20deber%C3%A1%20durar%20el%20cierre. 
A. (2020, 17 noviembre). ¿Qué es la cavitación? ¿Cómo evitarla? Servipresión. https://servipresion.com/que-es-la-cavitacion-como-evitarla/