DISPOSITIVOS PARA EL CONTROL DEL GOLPE DE ARIETE. Acueductos a gravedad

Transcripción

1 DISPOSITIVOS PARA EL CONTROL DEL GOLPE DE ARIETE Acueductos a gravedad 1

2 CONTROL DEL GOLPE DE ARIETE Dispositivos adecuados para acueductos a gravedad Adecuada selección de válvulas y ley de cierre Válvula de alivio Chimenea de equilibrio Cámara de aire o botellones antiariete Válvulas de aire (presiones negativas) Válvulas de control con velocidad de cierre no uniforme 2

3 CONTROL DEL GOLPE DE ARIETE Dispositivos adecuados para acueductos a gravedad Válvula de cierre Los dispositivos adecuados van depender del tipo de instalación y del material, pues difiere el grado de protección si la tubería es rígida (por ejemplo HºPº) o flexible (PRFV o PVC) 3

4 CONTROL DEL GOLPE DE ARIETE Dispositivos adecuados para acueductos a gravedad A) Adecuada selección de válvulas y ley de cierre 500 D V.M. V.R. CISTERNA D1 D3 V.M. V.M. CISTERNA 1. Válvulas reguladoras 2. Válvulas aguja (D<100) 3. Válvulas mariposa 4. Válvulas esclusa D1 > D2 > D3 (700 > 500 > 250) 4

5 Plano válvulas en paralelo con alivio 5

6 CONTROL DEL GOLPE DE ARIETE Dispositivos adecuados para acueductos a gravedad B) Válvula de alivio o antiariete Consiste en una válvula a resorte o diafragma que salta cuando la presión supera un valor predeterminado, permitiendo la salida de un flujo de agua al exterior. El resorte debe poseer baja inercia para cerrar rápidamente cuando desciende la presión. Válvula de alivio Válvula de cierre 6

7 Plano típico válvula de alivio 7

8 CONTROL DEL GOLPE DE ARIETE Dispositivos adecuados para acueductos a gravedad C) Chimenea de equilibrio La chimenea de equilibrio permite la reducción del golpe de ariete en el Tramo 2 por la reflexión parcial que se produce, y transforma el fenómeno en el Tramo 1 en una oscilación de masas. Chimenea de equilibrio 1 Túnel de conducción 2 Tubería de presión T 8

9 Dispositivos adecuados para gravedad D) Cámara de aire La cámara de aire transforma el golpe de ariete en oscilación de masa reduciendo su magnitud. El aire del botellón se encuentra a presión. Aire V.C. Chimenea de equilibrio Cámara de aire V.C. 9

10 Dispositivos adecuados para gravedad E) Válvulas de aire En determinadas ubicaciones pueden aliviar las depresiones. Se ilustra a continuación el funcionamiento de las válvulas de aire como dispositivos antiariete reduciendo las presiones negativas, a través de un ejemplo: Acueducto a gravedad regulado aguas abajo + Cierre de válvula 10

11 ESQUEMA DEL MODELO D = 600 mm Chw = 120 Pk 3500 Q = 300 l/seg (1080 m 3 /h) c = 1000 m/seg Head Pk 3500 System Profile E+4 Distance 11

12 Modelación del cierre de válvula en 60 seg - Velocidad de cierre uniforme Head Head Head Time E+4 Distance Time E+4 Distance Time E+4 Distance 12

13 Modelación del cierre de válvula en 60 seg - Velocidad de cierre uniforme Presión aguas arriba de la válvula Valve closing in 60sec mwc Presión negativa! sec. 13

14 Modelación del cierre de válvula en 60 seg - Velocidad de cierre uniforme Diagrama envolvente de presiones a lo largo de la tubería Head Org E+4 Distance 14

15 Modelación del cierre de válvula en 60 seg - Velocidad de cierre uniforme 0.35 Variación de caudal en correspondencia con la válvula 0.30 m3/s Reducción del 25% del caudal en los primeros 50 seg. Reducción de 75% del caudal en los últimos 10seg, que es el tiempo práctico del cambio de velocidad sec. 15

16 Modelación del cierre de válvula en 60 seg - Velocidad de cierre uniforme CON VÁLVULAS DE AIRE Pk 3500 D = 600 mm Chw = 120 Q = 300 l/seg (1080 m 3 /h) c = 1000 m/seg 16

17 Modelación del cierre de válvula en 60 seg - Velocidad de cierre uniforme CON VÁLVULAS DE AIRE Presión aguas arriba de la válvula. 60 mwc sec. 17

18 Modelación del cierre de válvula en 60 seg - Velocidad de cierre uniforme CON VÁLVULAS DE AIRE Volúmenes de aire Aguas arriba de la válvula m Pk sec. ch.3500 A/v valve 18

19 Dispositivos adecuados para gravedad F) Válvulas de control con velocidad de cierre no uniforme 19

20 Modelación del cierre de válvula - Velocidad de cierre NO uniforme CON VÁLVULA DE CONTROL Válvula mod.30-x-fl / SP 20

21 Modelación del cierre de válvula - Velocidad de cierre NO uniforme CON VÁLVULA DE CONTROL Presión en correspondencia con la válvula 80 mwc m Línea sec. 21

22 Modelación del cierre de válvula - Velocidad de cierre NO uniforme 0.35 CON VÁLVULA DE CONTROL 0.30 Caudal en correspondencia con la válvula m3/s sec. 22

23 Modelación del cierre de válvula - Comparación de diagramas envolventes Head Velocidad uniforme Org E+4 Distance Head Velocidad Controlada Time E+4 Distance 23