Una nueva aproximación para la evaluación del golpe de ariete incluyendo la condición inicial de presurización de la instalación y del fluido

G. Kaless

Resumen

El fenómeno del golpe de ariete es conocido desde el siglo XIX y su formulación matemática, en término de ecuaciones diferenciales, se debe a los trabajos de Allievi (1902) y otros investigadores del principio del siglo XX. Las ecuaciones presentes en la literatura técnica actual generan un fenómeno anómalo de golpe de ariete cuando el escurrimiento se encuentra en régimen permanente y no se introducen perturbaciones. En el presente trabajo se realiza una lectura crítica de la deducción presente en la literatura señalando las inconsistencias conceptuales. Luego se propone una nueva deducción y un conjunto de ecuaciones diferenciales que articulan consistentemente los conceptos de la mecánica de los fluidos y resuelven la anomalía detectada.


Palabras clave

Golpe de ariete; escurrimientos a presión; régimen transitorio; condiciones iniciales

Texto completo:

PDF

Referencias

Allievi, L. (1903). Teoria generale del moto perturbato dell’acqua nei tubi in pressione (colpo d’ariete). Associazione Elettotecnica Italiana. Unione Cooperativa Editrice. Italia.

Bergant, A., Simpson, A. R. (1994). Estimating unsteady friction in transient cavitating pipe flow. 2nd International Conference on Water Pipeline Systems, 24-26 May, Edinburgh, Scotland, 3-15.

Bergant, A., Simpson, A.R., Vitkovsky, J. (2001). Developments in unsteady pipe flow friction modeling. Journal of Hydraulic Research,39(3), 249-257. doi:10.1080/00221680109499828

Bergant, A., Tijsseling, A.S., Vítkovský, J.P., Covas, D.I.C., Simpson, A.R., Lambert, M.F. (2008a). Parameters affecting water-hammer wave attenuation, shape and timing. Part 1: Mathematical tools. Journal of Hydraulic Research,46(3), 373-381. doi:10.3826/jhr.2008.2848

Bergant, A., Tijsseling, A.S., Vítkovský, J.P., Covas, D.I.C., Simpson, A.R., Lambert, M.F. (2008b). Parameters affecting water-hammer wave attenuation, shape and timing. Part 2: Case studies. Journal of Hydraulic Research,46(3), 382-391. doi:10.3826/jhr.2008.2847

Chadwick, A., Morfett, J., Borthwick, M. (2013). Hydraulic in Civil and Environmental Engineering. 5a Edición, CRC Press, London, UK.

Chaudry, M. H. (2014). Applied Hydraulic Transients. 3ra Edición. Springer. doi:10.1007/978-1-4614-8538-4

Choon, T.W., Aik, L. K., Aik, L. E., Hin, T. T. (2012). Investigation of Water Hammer Effect Through Pipeline System. International Journal on Advanced Science Engineering Informational Technology,2(3), 48-53. doi:10.18517/ijaseit.2.3.196

Frizell, J. P. (1898). Pressures resulting from changes of velocity of water in pipes. Transactions of the American Society of Civil Engineers,39, 1-18.

Fuertes, V. S., Izquierdo, J., Iglesias, P. L., Cabrera, E., Garcia-Serra, J. (1997). Llenado de tuberías con aire atrapado. Ingeniería del Agua,4(3), 53-63. doi:10.4995/ia.1997.2730

Hoffman, J. D. (2001). Numerical methods for engineers and scientist. 2da Edición. Marcel Dekker, New York, USA.

Hou, Q., Tijsseling, A. S., Laanearu, J., Annus, I., Koppel, T., Bergant, A., Vuckovic, S., Anderson, A., Westende, J. M. C. (2014). Experimental investigation on rapid filling of a large-scale pipeline. Journal of Hydraulic Engineering, 140(11). doi:10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0000914

Karadzic, U., Bulatovic, V., Bergant, A. (2014). Valve-induced water hammer and column separation in a pipeline apparatus. Journal of mechanical Engineering,60(11), 742-754.

Korteweg, D. J. (1878). Uber die voortplantingsnelheid van golven in elastische buizen. Tesis doctoral. Universidad de Amsterdam, Paises Bajos.

Mambretti, S. (2015). Water hammer simulations. WIT Press. Southampton, UK.

Pérez Farrás, L., Guitelman, A. (2005). Estudio de transitorios: golpe de ariete. Universidad de Buenos Aires, Argentina.

Tijsseling, A. S., Anderson, A. (2007). Johannes von Kries and the History of Water Hammer. Journal of Hydraulic Engineering,133(1), 1-8. doi:10.1061/(ASCE)0733-9429(2007)133:1(1)

Wang, R., Wang, Z., Wang, X., Yang, H., Sun, J. (2014). Water hammer assessment techniques for water distribution systems. Procedia Engineering,70, 1717-1725. doi:10.1016/j.proeng.2014.02.189

Zout, F., Hicks, F., Steffler, P. (2002). Transient flow in a rapidly filling horizontal pipe containing trapped air. Journal of Hydraulic Engineering,128(6), 625-634. doi:10.1061/(ASCE)0733-9429(2002)128:6(625)

Abstract Views

1262
Metrics Loading ...

Metrics powered by PLOS ALM




Licencia de Creative Commons


Esta revista se publica bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Universitat Politècnica de València

Fundación para el Fomento de la Ingeniería del Agua

EISSN: 1886-4996     ISSN: 1134-2196