SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 39
ENERGÍAS RENOVABLES
 BOMBA DE ARIETE HIDRAULICO
El agua: un manantial de desarrollo
                  • Es un recurso de uso casi
                    infinito:en nuestros hogares,
                    campos y fábricas. Captamos
                    su      energía   mediante    la
                    hidroeléctrica, pescamos en
                    ella por deporte y para
                    alimentarnos,     usamos     su
                    superficie para recreación y
                    para el transporte, sacia
                    nuestra sed, nutre nuestros
                    bosques,y acarrea desperdicios
                    y desechos industriales hasta el
                    mar. El agua es tan vital que
                    puede significar la diferencia
                    entre el bienestar o la crisis
                    económica. Actualmente ya se
                    ha producido crisis energética
                    en los países desarrollados por
                    la falta de agua.
Antecedentes:
Este invento de los hermanos
Montgolfier en 1796, fue rescatado en
los años 50 para luego ser olvidado por
tener una baja eficiencia. Se fabrican
muy poco en Sudamérica. En
Inglaterra han mejorado el diseño
(DTU).En Chile se hizo un modelo por
computadora, pero la eficiencia es muy
baja (7%).En Perú mediante el
sistema de hacer un modelo y trabajar
con datos reales, y resolver como si
fuera un problema de flujo en tuberías
de Fe. y P.V.C , se están diseñando y
fabricando nuevos modelos mas
eficientes (60%),para bajar costos y
ponerlos al alcance del agricultor.
Modelos desde 1”,1 ½”, 2½ ”, 3,4, 6        Bomba de ariete Nº1
pulgadas de diámetro, con el empleo
de conexiones de tuberías para facilitar
su construcción y mantenimiento.
Condiciones para operación:
•   Se requiere un desnivel constante de agua mínimo de 0.3 metros de
    altura; el agua proveniente de un río, canal o estanque debe ser
    sedimentada y filtrada para mejorar su calidad y evitar que se
    obstruyan las válvulas.
•    Cuando no hay caída de agua se puede usar una tubería, tal que en
    una distancia razonable podamos obtener un desnivel superior a 0.3
    metros. En ese punto se puede colocar una chimenea o hacer un
    reservorio para instalar la tubería motriz
•   Considerando una pendiente de 1%, es posible obtener un metro de
    desnivel en 100 metros de distancia tal como se explica en el gráfico.

•   En el caso de un canal o acequia profunda se puede colocar una
    compuerta para elevar el agua hasta una altura donde pueda accionar
•   la bomba de ariete . Se debe instalar un sistema de rebose para la
    seguridad del sistema de riego.
Bomba de ariete Nº 2
Esquema de funcionamiento de la bomba de ariete


            6




                55

                              1
                                  1
                     2
                     2
        4
    4

3
Funcionamiento de la bomba de ariete:

•   Según la ecuación de Bernoulli, la suma de la
    presión, velocidad y altura es una constante.
•   El agua desciende por la tubería de alimentación
    (1) con energía cinética, alcanza su velocidad
    máxima, y cierra la válvula de impulso (2).
•    Esta detención origina un aumento brusco o golpe
    de presión. Aparecen fuerzas de sentido opuesto.
    Por un lado se abre la válvula check de descarga
    (4) y parte del agua comprime el aire de la Cámara.
    (5)
•   Cuando se acaba la energía se cierra la válvula de
    descarga (4), el aire de la cámara(5) se
    descomprime elevando el agua por la tubería de
    bombeo.(6)
•   Por otro lado el retroceso del agua de la tubería (1)
    ocasiona una succión en la válvula de aspiración
    (3) que renueva el aire de la cámara (5), y por la      Bomba de ariete Nº3
•    pérdida de presión se produce la apertura de la
    válvula de impulso (2) para repetir el ciclo.
Aplicaciones:
• Las bombas de ariete nos permiten accionar aspersores o elevar agua
  a tanques, colinas, andenes, riego de chacras, abrevaderos de
  animales, piscigranjas, etc. a una altura de 20 a 30 veces la altura de
  alimentación del agua.
• Se pueden instalar en serie o en paralelo.
• Cuando se instalan en paralelo, se puede utilizar una sola tubería de
  descarga.

         Banco de Ariete.
Ventajas:
•   No requiere electricidad, combustible ni mano de obra para su funcionamiento.
•   Todo el equipo es de bajo costo, las piezas se encuentran en el mercado local.
•   Los modelos con conexiones, de tuberías son re potenciables.
•   El mantenimiento es mínimo y su reparación se hace en cualquier taller de gasfitería.
•   Funciona automáticamente con nivel constante de agua.
•   Suministra agua enriquecida con oxígeno.
•   Con una manguera de PVC acciona un aspersor.

                            Bomba de ariete con micro aspersores
Modelo de bomba de Ariete Nº 1 para laboratorio




              Fabricada en PVC y Fe.
         Altura de presión máxima 60m.c.a
                 Altura de caída 1m.
         Diámetro de tubería de impulso 1”
Bomba de ariete Nº2-2
 Bomba de ariete Nº2-2
 fabricada con conexiones
fabricada con conexiones
 de tubería galvanizada
de tubería galvanizada
Bomba de ariete Nº 3-3
Bomba de ariete Nº4
Construida con cámara de aire de
PVC, tubos, accesorios, nipples y
discos soldables de Fe.
Con tubería PVC de clase 10 de
4 “de diámetro y una longitud de 12m.
Enterrada 50cm de profundidad con
chimenea anclada en concreto.
Altura de caída 2.5 m.
Altura de elevación 20m.
Longitud de tubería de bombeo de
200 metros.
Base de la bomba anclada
en losa de concreto.
Acciona un aspersor de ¾” que
riega una superficie circular de 22m.
de diámetro.
RENDIMIENTO DE TUBERÍAS DE ACERO Y PVC
Tipos de Instalaciones de arietes
BANCO DE PRUEBAS DE BOMBAS DE
     ARIETE EN LA UNALM
Agua para el mundo (traducido por Pablo Cavero La Rosa)
Diseño de un Ariete hidráulico
Note No. RWS.4.D.5 Nota Técnica N º RWS.4.D.5 E.E.U.U. AID,1982




    Un Ariete hidráulico es un dispositivo que utiliza la energía de la caída de agua para elevar una menor cantidad de agua a
   una mayor altitud que la fuente.. Ver la figura 1. Hay sólo dos piezas móviles, por lo tanto, hay poco desgaste. Los Arietes
      hidráulicos son económicos y fáciles de instalar. Pueden construirse con planos detallados y, debidamente instalados
     darán muchos años de servicio sin costos de bombeo. Por estas razones, el Ariete hidráulico es una solución atractiva
     donde existe una caída de agua. Un Ariete debe ser considerado cuando hay una fuente que puede proporcionar por lo
    menos siete veces más agua de la que bombea. El agua debe estar libre de basura y arena. Debe haber un sitio para el
   Ariete por lo menos 0.5m por debajo de la fuente de agua para ser elevada a un nivel superior al de la fuente.

   Factores en el Diseño
                                                                                                         Antes de seleccionar un Ariete,
                                se necesitan algunos datos. Estos se muestran en la Figura 1 y son:
                            1. La diferencia de altura entre la fuente de agua y el sitio del Ariete (llamado caída vertical).
                            2. La diferencia de altura entre el sitio del ariete y el tanque de almacenamiento (elevación).
                   3. La cantidad de flujo disponible de la fuente.
                             4. La cantidad de agua necesaria (Q)
                             5. La longitud de tubería entre la fuente y el sitio del ariete (tubería motriz)
                             6. La longitud de tubería entre el Ariete y el lugar de almacenamiento (Tubería de bombeo)
Tabla 1. Datos del rendimiento de un Ariete que recibe un suministro de
                                                            1 litro / minuto
                                                    Litros bombeados en 24 horas
 Caída de                                    Elevación - Altura vertical del agua sobre el Ariete (m)
Trabajo(m))   5        7.5       10         15        20         30         40         50         60     80     100       125
    1.0       144      77        65         33         29       19.5       12.5
    1.5               135       96.5        70         54        36         19         15
    2.0               220       156        105         79        53         33         25        19.5    12.5
    2.5               280       200        125        100        66        40.5       32.5        24     15.5    12
    3.0                         260        180        130        87         65         51         40      27    17.5       12
    3.5                                    215        150       100         75         60         46     31.5    20        14
    4.0                                    255        173       115         86         69         53      36     23        16
    5.0                                    310        236       155        118         94        71.5     50     36        23
    6.0                                               282       185        140        112        93.5    64.5   47.5      34.5
    7.0                                                         216        163        130        109      82     60        48
    8.0                                                                    187        149        125      94     69        55
    9.0                                                                    212        168        140     105     84        62
    10.0                                                                   245        187        156     117     93        69
   12.0                                                                    295        225        187     140    113        83
   14.0                                                                               265        218     167    132        97
   16.0                                                                                          250     187    150       110
   18.0                                                                                          280     210    169       124
   20.0                                                                                                  237    188       140

  Una vez obtenida esta información, se hace un cálculo para ver si la cantidad de agua necesaria puede ser suministrada por un
  Ariete ,la fórmula es: q = (Q x H x n) / h . Donde:
  Q = Cantidad de agua suministrada en litros por minuto.
  q = agua bombeada en litros por minuto. Para litros por día, multiplicar q*por 60min/hora* 24horas/ día.
  H = La caída o la altura de la fuente por encima del Ariete en metros.
  n = El rendimiento del Ariete (para modelos de uso comercial 0,66, para domésticos 0,33 si no se indica otra cosa).
  h = La altura de bombeo por encima del Ariete en metros.
La Tabla 1 resuelve esta fórmula para los Arietes con eficiencia de 66 por ciento, un suministro de 1 litro por minuto, y con una
     caída de trabajo y altura de elevación que se muestra en la tabla. Para suministros mayores que 1 litro / minuto, basta con
       multiplicar por el número de litros suministrados.
ponentes de un Ariete hidráulico
    Para una instalación se necesita una fuente, una tubería motriz, el Ariete, una tubería de bombeo y por lo general un tanque de
     almacenamiento. Estos se muestran en la Figura 1. Cada uno de estos componentes se discute a continuación:
     Suministro. La captación debe ser diseñada para que no ingrese la basura y la arena ya que estos pueden obstruir
     el Ariete. Si el agua no está libre de estos materiales, instalar un filtro y hacer un sumidero.
   . Cuando la fuente está muy alejado del sitio del Ariete, la línea de suministro puede ser diseñada para llevar agua hacia
       la tubería motriz como se muestra en la Figura 2. La línea de suministro, si es necesario, debe ser por lo menos de
        de un diámetro más grande que la tubería motriz.
     •Tubería motriz. Debe ser de un material rígido para lograr la máxima eficiencia. Esto es por lo general de fierro galvanizado
     , aunque otros materiales en el caso de PVC o concreto pueden trabajar en caídas inferiores a 4 metros.
    Con el fin de reducir la pérdida de carga debido a la fricción, la longitud de la tubería dividida por el diámetro de la tubería debe
    ser dentro del rango de 150-1000. El cuadro 2 muestra el mínimo y máximo de longitudes de tuberías para diferentes tamaños.
                                                                                      Tabla 2. Rango de longitud de tuberías
                                                                                             para diversos diámetros
                                                                                                                      Longitud (m)
                                                                                Diámetro de tubería (mm)
                                                                                                                  Mínimo       Máximo
                                                                                           13                        2           13
                                                                                           20                        3           20
                                                                                           25                        4           25
                                                                                           30                      4.5           30
                                                                                           40                        6           40
                                                                                           50                       7.5          50
                                                                                           80                       12           80
                                                                                           100                      15           100
El diámetro de la tubería motriz es según el tamaño del Ariete y las recomendaciones del fabricante, como
              se muestra en la Tabla 3. La longitud es de cuatro a seis veces la caída vertical.
                                                          Tabla 3. Diámetros de tubería motriz
                                                           Nº de tamaño según el fabricante
           Tamaño de Ariete               1          2                3            3.5             4             5                6


       Diámetro de tubería (mm)          32          38               51           63.5           76             101             127

     Ariete. Los Arietes pueden ser construidos usando válvulas check comerciales o fabricándolas. También están disponibles
     en diversos tamaños y capacidades de bombeo. Los Arietes se pueden utilizar en paralelo hasta alcanzar el caudal o altura
     Cada Ariete debe tener su propia tubería motriz, pero todos pueden usar una tubería común de bombeo como se
     muestra en la Figura 3.




                                              Tabla 4. Capacidad de Arietes según el Número o Tamaño
                                                                                       Tamaño de Ariete
                                                 1              2            3            3.5      4        5X           6X        5Y      6Y
Volumen de agua requerido   (litros / min.)     7-16          12-25        27-55     45-96       68-137   136-270      180-410   136-270 180-410

Máxima elevación (m)                             150          150          120           120      120      105          105       105
En la instalación se debe nivelar y fijar el ariete en una base de concreto, y que las aguas residuales sean drenadas lejos.
  La bomba no puede funcionar sumergida. Puesto que el Ariete por lo general funciona 24 horas del día, el tamaño se puede
 determinar para un período de 24 horas. La Tabla 4 muestra diferentes tamaños y capacidades de Ariete.
 Tubería de bombeo. La tubería de bombeo puede ser de cualquier material que pueda resistir la presión del agua. El tamaño
 de la tubería puede estimarse usando La tabla 5.

                                              Tabla 5. Tamaño de la tubería de bombeo
                        Diámetro de la tubería de bombeo (mm)               Caudal (litros / min)
                                          30                                       6-36
                                         40                                        37-60
                                         50                                        61-90
                                         80                                       91-234
                                        100                                       235-360
  Tanque de almacenamiento. Esta localizado en un nivel donde pueda abastecer los punto de uso. El tamaño se basa en la
   demanda máxima por día.
    Selección de un Ariete
   Una pequeña comunidad de 10 casas con un total de 60 personas. Hay una caída de agua de l0m.en la parte baja del
   pueblo, que desemboca hacia un cauce que está 15m por debajo de la caída. La caída produce 30.000 litros de agua
  por día. Hay un lugar para instalar un Ariete cerca del cauce. Este lugar está 5m. más alto que el cauce y a una distancia de
  35m de la caída. Se planea construir un tanque público para el pueblo y está a una distancia de 200 m. del sitio del Ariete .
La altura de elevación hasta la tapa del tanque de almacenamiento es 23m. Los pasos a seguir para el diseño son los siguientes:
Identificar los factores de diseño necesarios:
 1. Caída es vertical 10m.
2. La elevación hasta la tapa de almacenaje del tanque es de23m .
 3. Cantidad de flujo disponible es igual a 30000 litros por día, dividido por 1440 minutos por día (30000/1440) = 20,8 litros /min.
4. La cantidad de agua necesaria (asumir 40 litros por día por persona) y como máximo uso es 60 personas x 40 litros por día
     = 2.400 litros por día.       También :2400/1440 = 1,66 litros por minuto (use 2 litros por minuto)
 5. La longitud de la tubería motriz es de 35m.
6. La longitud de la tubería de bombeo es de 200m.
Los datos anteriores sirven para dimensionar el sistema. Usar La Tabla 1, para una caída de 10m y una elevación de
80m, solo 117 litros pueden ser bombeados al día por cada litro por minuto suministrado. Puesto que se necesitan 2400 litros
por día, el número de litros por minuto necesarios pueden encontrarse dividiendo 2400 entre 117:
2400/117 = 20,5 litros por minuto el suministro necesario.
Del ítem 3 arriba, el suministro disponible es de 20,8 litros por minuto, por lo que la fuente es suficiente.
La Tabla 3 puede usarse para seleccionar el tamaño de Ariete. El volumen del agua o el suministro es 20,5 litros/min
 De la Tabla 4, el Ariete N º 2 requiere de 12 a 25 litros por minuto, el A riete N º 2 puede elevar el agua a una altura
 máxima de 150 metros de acuerdo con la Tabla 4. Es lo adecuado ya que la tapa del tanque está a 23 m.
  Por lo tanto, se elige un Ariete N º 2 .
 La Tabla 3 muestra que para un Ariete N º 2 el diámetro de la tubería es de 38mm. La Tabla 2 indica que la
 la mínima y máxima longitud para una tubería de 40mm (el tamaño aprox. 38mm) es de 6m-40m. Puesto que la caída
  está a 35m de distancia, la longitud es correcta. La Tabla 5 se puede utilizar para seleccionar una tubería de 30 mm de
 diámetro que suministra 20,5 litros por minuto.
Centrado y ajuste de la válvula de impulso




                   c
MANTENIMIENTO:
 Limpiar el filtro de la tubería de impulso y la cisterna según el grado de contaminación.
 Si se observa que las algas obstruyen las válvulas, cambiar el filtro de rejilla por uno de acero inoxidable.
 Limpiar el oxido y pintar la bomba con esmalte por lo menos una vez al año.
Si se deterioran los discos de las válvulas, estos se pueden cambiar por otros de neopreno o nitrilo. Puede convenir
 cambiar la válvula de descarga ya que la venden en el mercado local, pero es necesario modificarla cambiando las
 partes de plástico por partes metálicas
Si cambia el disco de caucho (7), retire el conjunto con una llave inglesa o si se retira la bomba por mantenimiento,
 el disco sale por el agujero vacío, retirando los pernos de ajuste de la carrera.
 Si se cambian alguno de los pernos de centrar la válvula o la bomba ha sufrido golpes por el transporte, se
 procederá a centrar la válvula de la siguiente manera:
 Después de ensamblar el conjunto, presione el disco contra la base simulando un cierre perfecto.
  Ajuste las contratuercas (1) y (2) verificando que el eje del disco esté centrado.
 Ajuste la contratuerca (3) y si es necesario afloje y ajuste la contratuerca (5) dejando un espacio libre de 2cm. para
 el ajuste de la carrera. Repita los pasos nuevamente si es necesario.
 Ajuste sólo la tuerca inferior (4) hasta hacer contacto con el soporte, luego ajuste la otra tuerca
 Accione la válvula manualmente, tirando de la parte superior, al cerrar se sentirá un golpe seco, si se atasca repita
 los pasos hasta lograrlo.
 Ajuste la presión del resorte y la carrera hasta lograr un caudal optimo.
 Nota: La presión del resorte se debe ajustar entre 250,500,750, máximo 1000 gramos donde sea optimo el caudal
                         La carrera de la válvula se ajusta para obtener una eficiencia óptima .
Propagación y velocidad de las ondas longitudinales

  Sea    ∆ t el tiempo de Q a C

 Sea v – u la velocidad reducida - ∆ v
                                         ∆v
Luego la aceleración negativa será a = -     en el intervalo de Q a C. (1)
                                         ∆t
  Fuerza en Q y C para presiones diferentes PC y PQ :
  F = PC.A – PQ.A = A(PC-PQ) = A      ∆ P (2)
                                                                    ∆v 
  Por (1) y (2) y 2da. Ley de Newton: F = m.a           A ∆ P = m. − ∆t  (3)
                                                                        
 El volumen de fluido en un intervalo de tiempo ∆t es: A.v ∆ t, luego la masa es
 m = ρ . A.v.∆t  (4).
                                ∆v            ∆v
(4) en (3) : A.∆P = ρ . A.v.∆t  −    ρ .v = −
                                ∆t            ∆t
     2     ∆P
 ρv = −           (6)
            ∆v
            v
 Luego: el fluido que ocupa un volumen V = A.v.∆t en Q (7) , es comprimido en
una cantidad       A( − ∆v ) ∆t = − ∆V   al volver hacia C. (8)

 (8)/ (7) − ∆V = A( − ∆v ) ∆t = − ∆v           (9)
            V       Av∆t          v
                ∆V   ∆P                 2  − ∆P − V∆P
(6) en (9): −      =      ó también: ρ v =      =     =B          (módulo de elasticidad). B es positivo (+), porque un aumento de presión
                V    ρv
                        2
                                           ∆V     ∆V
                                              V
                                                                                             B
causa una disminución de volumen. La velocidad de la onda en el medio es:              v=
                                                                                             ρ


                                                                                                         Resnick-Halliday
Configuración básica de un sistema hidráulico




    Grafico de golpe de ariete en tubería de Hnos.Twyman - Essel. S.A.




Se aumento el diámetro de la válvula de impulso para un cierre mas rápido.
Modelamiento de la bomba de Ariete BAH1
    Un problema que tiene mas de 200 años
       Nuevos modelos de bombas de ariete
Observaciones y consideraciones

   Caudal de bombeo:          q=0.72 litros/minuto.
                                                      Diámetro de la tubería de alimentación: 26.6mm
   Caudal de alimentación: Q=10.8 litros/minuto
                                                      Diámetro de la cámara de aire: 52.5mm.
   Altura de bombeo:          h=8 metros
                                                      Diámetro de la válvula de impulso: 38 mm.
   Altura de alimentación: H=1 metro
                                                      Diámetro de la válvula de bombeo y accesorios: 15.8mm.
   Eficiencia:               n=0.53
                                                      Diámetro de la tubería de bombeo: 12.5mm.
   Caudal bombeado/día =0.72*60*24=1036.8 litros
                                                      Longitud de la tubería de alimentación= 3m.
   Temperatura del agua= 15ºC
                                                      Altura máxima de presión=40 m.c.a
   Viscosidad del agua = 1
   Densidad del agua=999Kg/m3




Los datos para el modelamiento han sido tomados de un modelo propio, los resultados en cuanto a eficiencia
 Comparados con los modelos brasileños son similares y en algunos casos superiores
Esto se hizo para comprobar que este modelamiento puede ser aplicado a otros modelos sin mayor problema.
El método empleado consiste en hacer un modelo de bomba de ariete con accesorios de tuberías y después de
obtener los datos tabulados de caudales, relación de alturas diferentes de bombeo, presiones, rendimientos, etc.,
 aplicar las ecuaciones de Bernoulli trabajando con estos datos reales, resolviendo como si fuera un problema
de flujo en tuberías.
Existen muchos modelos que se han fabricado en los cuales se puede aplicar este método. La dificultad está
en las tablas de resistencia de los accesorios de tuberías que no están actualizadas.
•1 ) Antes de cerrar la válvula de impulso:



                            Q=l/min.
             v=m/s
                            10.8 lit/ minuto   =0.8607*104
                            =0.18lit/s                         =0.000555716m2
  0.028



                                                                                          1.5

                                                                                          1
                                                                                          0.08*4
                                                                                          0.4
                                                                                          0.06
   2) Cargar la bomba cerrando manualmente la válvula de impulso                          0.41
                                                                                          2.4
                                                                                          10.26

                                                                                    T     16.35



                                                                                        1.5
                                                                                        1
                                                                                        0.08*4
                                                                                        0.4
                                                                                        0.06
                                                                                        0.41
                                                                                        0.9
                                                                                        3.157894
                                                                                T       7.747894
3)                   •Cuando se acciona la válvula de impulso:



                     =q/A            q=l/min           Re

      0.03                               0.72                      =0.0001960667975m2


             V3=0.06120363138m/s   0.000012m3/s   =0.0966020*104




                                                                                        0.38
                                                                                        0.06
                                                                                        1.2*4
                                                                                        2
                                                                                    T   7.24
     4) .Cuando se abre la válvula de bombeo:


                                                                                                12.54
                                                                                                1.2*3
                                                                                                0.9
                                                                                                0.42
                                                                                                0.5
                                                                                          T     17.96




                                   (4)
(5)
       •5) Cuando se cierra la válvula de bombeo:
                                                                                                           0.5
                                                                                                           0.14
                                                                                                           1.2
                                                                                                           2.8
                                                                                               T           4.64




                                             (5)                                                       1.2*3
                                                                                                       2.5
                                                                                                       0.38
.6)                                                                     =0.09778479704 m/s             1
                                                                                                       18.91
                                                                                               T       26.39

                    V6=q/a                  q             Re


0.03                              0.72lit/min.                                =0.000122718m2

                                  0.000012m3/s            =0.1204*104                              =19.7




                                 En (5)
        (5)+ (4):
Golpe de Ariete en BAH1


                                                  c=velocidad de la onda de presión en m/s
                                                  k=2.067*109 Pa (compresión del H2O)
                                                    =997kg/m3
                                                  D=diámetro de la tubería: 26.6mm.
                                                  e= espesor de la tubería: 3mm.
                                                  E=modulo de elasticidad del PVC: 2.943*10 9Pa.
Sobrepresión en metros de columna de agua (m.c.a) C=sujeción de la tubería (1)




Presión total:

   Observaciones y conclusiones
 - Este modelamiento nos permite apreciar como se producen los cambios en la ecuación de la energía.
- Al trabajar con datos reales, los valores de las presiones nos permiten seleccionar mejor los materiales y las tuberías
    en el caso del PVC tiene una mayor aplicación.
  - Al aumentar el diámetro de la cámara de aire de la BAH1 se apreció el aumento de la presión y altura del nivel del
    agua de la cámara.
  - Al disminuir el tiempo de cierre de las válvulas, el tiempo de la presión máxima del golpe de ariete es mayor y
    aumenta el caudal bombeado.
  - El caudal de impulso es menor y como consecuencia se obtienen rendimientos superiores al 60%.
  - Se ha construido una BAH1 que con 1m. De altura de caída se obtiene una presión máxima de 40m.c.a .
    En el siguiente ejemplo se verifica que al aumentar el diámetro de la cámara de aire aumenta la presión.
    Esto se tomará en cuenta en los nuevos diseños de bombas de ariete.
4 ) Cuando se abre la válvula de bombeo
                                                                          12.54
                                                                          1.2*3
                                                                          0.9
                                                                          1
                                                                          0.03
                                                               T          18.07



                                                                                  (4)
5)   Cuando se cierra la válvula de bombeo:
                                                                   0.5
                                                                   0.03
                                                                   1.2
                                                                   2.8
                                                           T       4.53




                                (5)
1.2*3
   6)
                                                                                 2.5
                                                                                 0.38
                                                                                 1
                                                                                 18.91
                                                                        T        26.39

                                 q

        0.03   0.1018591636m/s   0.75lit/min

                                                                        =18.91




                  en (5)



(5) + (4) :


                                                        Flujo de fluidos
                                               En válvulas, accesorios y tuberías
                                                            CRANE
Canal Inca para subir el nivel del agua
Comentario
                                         BAH4 con cámara de 12”
Se observa una amplia ventaja en la
utilización del ariete como fuente de
energía      con    respecto   a    la
motobomba, no sólo económica, sino
que su empleo como fuente de
energía es netamente ecológica al no
tener que utilizar combustible diesel,
ni lubricantes para su combustión.

Si se tiene en cuenta el estudio
realizado en 150 lugares con
posibilidades    de     utilizar esta
tecnología, se ahorraría más de 480* t
al año de combustible diesel, con un
ahorro que permitiría amortizar tres
estaciones de bombeo con bomba de
Ariete.
Trabajo de Campo

 •Ensamblar la bomba de ariete Nº1
•Cargar la bomba, abrir la válvula
•Accionar la válvula de impulso.
•Verificar que el agua sea constante
•Medir la presión máxima .
•Medir la altura de bombeo
•Medir caudal de alimentación
•Medir caudal de bombeo
•Medir la frecuencia.
•Medir la eficiencia de la bomba
•Variar la carga:0.5,0.75, 1kg.
•Tabular los datos
•Observaciones y conclusiones.
pablocavero@hotmail.com
pablocaverolr@gmail.com
 534-4579 Cel: 990364126

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

ORIFICIOS TUBOS TOBERAS Y VERTEDEROS
ORIFICIOS TUBOS TOBERAS Y VERTEDEROSORIFICIOS TUBOS TOBERAS Y VERTEDEROS
ORIFICIOS TUBOS TOBERAS Y VERTEDEROSdayana vasquez
 
Ejercicios de tuberías y redes
Ejercicios de tuberías y redesEjercicios de tuberías y redes
Ejercicios de tuberías y redesMarcos Campos Diaz
 
Fórmulas para determinación de la potencia de la bomba
Fórmulas para determinación de la potencia de la bombaFórmulas para determinación de la potencia de la bomba
Fórmulas para determinación de la potencia de la bombaDavid Durán
 
Ciclos de refrigeración-termodinamica
Ciclos de refrigeración-termodinamicaCiclos de refrigeración-termodinamica
Ciclos de refrigeración-termodinamicaYanina C.J
 
Tuberias en-serie y paralelos
Tuberias en-serie  y paralelosTuberias en-serie  y paralelos
Tuberias en-serie y paralelosOmizz de Leo
 
Orificos, compuertas y vertedores - Hidraulica Basica
Orificos, compuertas y vertedores - Hidraulica BasicaOrificos, compuertas y vertedores - Hidraulica Basica
Orificos, compuertas y vertedores - Hidraulica Basicamarcoantoniovilchis
 
Bomba de ariete
Bomba de arieteBomba de ariete
Bomba de arieteSigma S.A
 
Solucionario de mecánica de fluidos aplicada Mott 6 edición
Solucionario de mecánica de fluidos aplicada Mott 6 ediciónSolucionario de mecánica de fluidos aplicada Mott 6 edición
Solucionario de mecánica de fluidos aplicada Mott 6 ediciónMaria Reyes
 
Solucionario arturo-rocha-cap-4
Solucionario arturo-rocha-cap-4Solucionario arturo-rocha-cap-4
Solucionario arturo-rocha-cap-4Elvis Condor
 
Texto+de+ejerciciosresueltos+de+hidraulica+1 nelame (3)
Texto+de+ejerciciosresueltos+de+hidraulica+1 nelame (3)Texto+de+ejerciciosresueltos+de+hidraulica+1 nelame (3)
Texto+de+ejerciciosresueltos+de+hidraulica+1 nelame (3)martycruz
 
Mf i-fuerzas de fluidos estáticos-02
Mf i-fuerzas de fluidos estáticos-02Mf i-fuerzas de fluidos estáticos-02
Mf i-fuerzas de fluidos estáticos-02Daniel Shun
 

La actualidad más candente (20)

Ppt bomba de ariete
Ppt bomba de arietePpt bomba de ariete
Ppt bomba de ariete
 
Bombas centrífugas
Bombas centrífugasBombas centrífugas
Bombas centrífugas
 
ORIFICIOS TUBOS TOBERAS Y VERTEDEROS
ORIFICIOS TUBOS TOBERAS Y VERTEDEROSORIFICIOS TUBOS TOBERAS Y VERTEDEROS
ORIFICIOS TUBOS TOBERAS Y VERTEDEROS
 
Ejercicios de tuberías y redes
Ejercicios de tuberías y redesEjercicios de tuberías y redes
Ejercicios de tuberías y redes
 
Fórmulas para determinación de la potencia de la bomba
Fórmulas para determinación de la potencia de la bombaFórmulas para determinación de la potencia de la bomba
Fórmulas para determinación de la potencia de la bomba
 
Ciclos de refrigeración-termodinamica
Ciclos de refrigeración-termodinamicaCiclos de refrigeración-termodinamica
Ciclos de refrigeración-termodinamica
 
Tuberias en-serie y paralelos
Tuberias en-serie  y paralelosTuberias en-serie  y paralelos
Tuberias en-serie y paralelos
 
Guia técnica hidráulica
Guia técnica   hidráulicaGuia técnica   hidráulica
Guia técnica hidráulica
 
Orificos, compuertas y vertedores - Hidraulica Basica
Orificos, compuertas y vertedores - Hidraulica BasicaOrificos, compuertas y vertedores - Hidraulica Basica
Orificos, compuertas y vertedores - Hidraulica Basica
 
Bomba de ariete
Bomba de arieteBomba de ariete
Bomba de ariete
 
Evaporacion
EvaporacionEvaporacion
Evaporacion
 
Tablas para resolver ejercicios de mecánica de fluidos
Tablas para resolver ejercicios de mecánica de fluidosTablas para resolver ejercicios de mecánica de fluidos
Tablas para resolver ejercicios de mecánica de fluidos
 
Pérdidas de carga en tuberías
Pérdidas de carga en tuberíasPérdidas de carga en tuberías
Pérdidas de carga en tuberías
 
Solucionario de mecánica de fluidos aplicada Mott 6 edición
Solucionario de mecánica de fluidos aplicada Mott 6 ediciónSolucionario de mecánica de fluidos aplicada Mott 6 edición
Solucionario de mecánica de fluidos aplicada Mott 6 edición
 
Solucionario arturo-rocha-cap-4
Solucionario arturo-rocha-cap-4Solucionario arturo-rocha-cap-4
Solucionario arturo-rocha-cap-4
 
Perdidas carga en accesorios
Perdidas carga en accesoriosPerdidas carga en accesorios
Perdidas carga en accesorios
 
Ciclo de Refrigeracion
Ciclo de RefrigeracionCiclo de Refrigeracion
Ciclo de Refrigeracion
 
12. canales 1
12. canales 112. canales 1
12. canales 1
 
Texto+de+ejerciciosresueltos+de+hidraulica+1 nelame (3)
Texto+de+ejerciciosresueltos+de+hidraulica+1 nelame (3)Texto+de+ejerciciosresueltos+de+hidraulica+1 nelame (3)
Texto+de+ejerciciosresueltos+de+hidraulica+1 nelame (3)
 
Mf i-fuerzas de fluidos estáticos-02
Mf i-fuerzas de fluidos estáticos-02Mf i-fuerzas de fluidos estáticos-02
Mf i-fuerzas de fluidos estáticos-02
 

Similar a Modelamiento matematico bomba de ariete

Bomba de ariete nuevos modelos - Pablo Cavero
Bomba de ariete nuevos modelos - Pablo CaveroBomba de ariete nuevos modelos - Pablo Cavero
Bomba de ariete nuevos modelos - Pablo CaveroPablo Cavero La Rosa
 
Bomba de ariete - Pablo Cavero
Bomba de ariete - Pablo CaveroBomba de ariete - Pablo Cavero
Bomba de ariete - Pablo Caverorcavero
 
Copia de energías renovables
Copia de energías renovablesCopia de energías renovables
Copia de energías renovablespablocaverolr
 
Ariete hidraúlico
Ariete hidraúlicoAriete hidraúlico
Ariete hidraúlicoDiego Eslava
 
BOMBAS DE ARIETE.pptx
BOMBAS DE ARIETE.pptxBOMBAS DE ARIETE.pptx
BOMBAS DE ARIETE.pptxbyron385354
 
Tipo de tubería hidráulica y diámetros recomendados en
Tipo de tubería hidráulica y diámetros recomendados enTipo de tubería hidráulica y diámetros recomendados en
Tipo de tubería hidráulica y diámetros recomendados enCrash Bernal
 
Diseño básico de red hidráulica en tinas de baño y albercas
Diseño básico de red hidráulica en tinas de baño y albercasDiseño básico de red hidráulica en tinas de baño y albercas
Diseño básico de red hidráulica en tinas de baño y albercasLuis
 
BOMBAS DE ARIETE.pptx
BOMBAS DE ARIETE.pptxBOMBAS DE ARIETE.pptx
BOMBAS DE ARIETE.pptxbyron385354
 
Ensayo de corte directo no drenado para suelos finos
Ensayo de corte directo no drenado para suelos finosEnsayo de corte directo no drenado para suelos finos
Ensayo de corte directo no drenado para suelos finosEduardo Coaquera
 
Plantillaparaproyectodeciencias 130117235151-phpapp01 (2)
Plantillaparaproyectodeciencias 130117235151-phpapp01 (2)Plantillaparaproyectodeciencias 130117235151-phpapp01 (2)
Plantillaparaproyectodeciencias 130117235151-phpapp01 (2)SofiaMC22
 
Las microcentrales hidroelectricas
Las microcentrales hidroelectricasLas microcentrales hidroelectricas
Las microcentrales hidroelectricasIvancito Medina V
 

Similar a Modelamiento matematico bomba de ariete (20)

Bomba de ariete nuevos modelos - Pablo Cavero
Bomba de ariete nuevos modelos - Pablo CaveroBomba de ariete nuevos modelos - Pablo Cavero
Bomba de ariete nuevos modelos - Pablo Cavero
 
Bomba de ariete - Pablo Cavero
Bomba de ariete - Pablo CaveroBomba de ariete - Pablo Cavero
Bomba de ariete - Pablo Cavero
 
Copia de energías renovables
Copia de energías renovablesCopia de energías renovables
Copia de energías renovables
 
Ariete super
Ariete superAriete super
Ariete super
 
maquina de vapor
maquina de vapormaquina de vapor
maquina de vapor
 
Aguas de lluvia.pptx
Aguas de lluvia.pptxAguas de lluvia.pptx
Aguas de lluvia.pptx
 
Practica de valvulas
Practica de valvulasPractica de valvulas
Practica de valvulas
 
Practica de valvulas
Practica de valvulasPractica de valvulas
Practica de valvulas
 
Practica de valvulas
Practica de valvulasPractica de valvulas
Practica de valvulas
 
Ariete hidraúlico
Ariete hidraúlicoAriete hidraúlico
Ariete hidraúlico
 
BOMBAS DE ARIETE.pptx
BOMBAS DE ARIETE.pptxBOMBAS DE ARIETE.pptx
BOMBAS DE ARIETE.pptx
 
Tipo de tubería hidráulica y diámetros recomendados en
Tipo de tubería hidráulica y diámetros recomendados enTipo de tubería hidráulica y diámetros recomendados en
Tipo de tubería hidráulica y diámetros recomendados en
 
Ariete super
Ariete superAriete super
Ariete super
 
Ariete super
Ariete superAriete super
Ariete super
 
Diseño básico de red hidráulica en tinas de baño y albercas
Diseño básico de red hidráulica en tinas de baño y albercasDiseño básico de red hidráulica en tinas de baño y albercas
Diseño básico de red hidráulica en tinas de baño y albercas
 
BOMBAS DE ARIETE.pptx
BOMBAS DE ARIETE.pptxBOMBAS DE ARIETE.pptx
BOMBAS DE ARIETE.pptx
 
Ensayo de corte directo no drenado para suelos finos
Ensayo de corte directo no drenado para suelos finosEnsayo de corte directo no drenado para suelos finos
Ensayo de corte directo no drenado para suelos finos
 
Plantillaparaproyectodeciencias 130117235151-phpapp01 (2)
Plantillaparaproyectodeciencias 130117235151-phpapp01 (2)Plantillaparaproyectodeciencias 130117235151-phpapp01 (2)
Plantillaparaproyectodeciencias 130117235151-phpapp01 (2)
 
Las microcentrales hidroelectricas
Las microcentrales hidroelectricasLas microcentrales hidroelectricas
Las microcentrales hidroelectricas
 
Filtro Prensa
Filtro PrensaFiltro Prensa
Filtro Prensa
 

Último

TEMA 2 PROTOCOLO DE EXTRACCION VEHICULAR.ppt
TEMA 2 PROTOCOLO DE EXTRACCION VEHICULAR.pptTEMA 2 PROTOCOLO DE EXTRACCION VEHICULAR.ppt
TEMA 2 PROTOCOLO DE EXTRACCION VEHICULAR.pptJavierHerrera662252
 
LAS_TIC_COMO_HERRAMIENTAS_EN_LA_INVESTIGACIÓN.pptx
LAS_TIC_COMO_HERRAMIENTAS_EN_LA_INVESTIGACIÓN.pptxLAS_TIC_COMO_HERRAMIENTAS_EN_LA_INVESTIGACIÓN.pptx
LAS_TIC_COMO_HERRAMIENTAS_EN_LA_INVESTIGACIÓN.pptxAlexander López
 
Google-Meet-como-herramienta-para-realizar-reuniones-virtuales.pptx
Google-Meet-como-herramienta-para-realizar-reuniones-virtuales.pptxGoogle-Meet-como-herramienta-para-realizar-reuniones-virtuales.pptx
Google-Meet-como-herramienta-para-realizar-reuniones-virtuales.pptxAlexander López
 
GonzalezGonzalez_Karina_M1S3AI6... .pptx
GonzalezGonzalez_Karina_M1S3AI6... .pptxGonzalezGonzalez_Karina_M1S3AI6... .pptx
GonzalezGonzalez_Karina_M1S3AI6... .pptx241523733
 
El_Blog_como_herramienta_de_publicacion_y_consulta_de_investigacion.pptx
El_Blog_como_herramienta_de_publicacion_y_consulta_de_investigacion.pptxEl_Blog_como_herramienta_de_publicacion_y_consulta_de_investigacion.pptx
El_Blog_como_herramienta_de_publicacion_y_consulta_de_investigacion.pptxAlexander López
 
Hernandez_Hernandez_Practica web de la sesion 11.pptx
Hernandez_Hernandez_Practica web de la sesion 11.pptxHernandez_Hernandez_Practica web de la sesion 11.pptx
Hernandez_Hernandez_Practica web de la sesion 11.pptxJOSEMANUELHERNANDEZH11
 
definicion segun autores de matemáticas educativa
definicion segun autores de matemáticas  educativadefinicion segun autores de matemáticas  educativa
definicion segun autores de matemáticas educativaAdrianaMartnez618894
 
Presentación inteligencia artificial en la actualidad
Presentación inteligencia artificial en la actualidadPresentación inteligencia artificial en la actualidad
Presentación inteligencia artificial en la actualidadMiguelAngelVillanuev48
 
R1600G CAT Variables de cargadores en mina
R1600G CAT Variables de cargadores en minaR1600G CAT Variables de cargadores en mina
R1600G CAT Variables de cargadores en minaarkananubis
 
Segunda ley de la termodinámica TERMODINAMICA.pptx
Segunda ley de la termodinámica TERMODINAMICA.pptxSegunda ley de la termodinámica TERMODINAMICA.pptx
Segunda ley de la termodinámica TERMODINAMICA.pptxMariaBurgos55
 
Medidas de formas, coeficiente de asimetría y coeficiente de curtosis.pptx
Medidas de formas, coeficiente de asimetría y coeficiente de curtosis.pptxMedidas de formas, coeficiente de asimetría y coeficiente de curtosis.pptx
Medidas de formas, coeficiente de asimetría y coeficiente de curtosis.pptxaylincamaho
 
Mapa-conceptual-del-Origen-del-Universo-3.pptx
Mapa-conceptual-del-Origen-del-Universo-3.pptxMapa-conceptual-del-Origen-del-Universo-3.pptx
Mapa-conceptual-del-Origen-del-Universo-3.pptxMidwarHenryLOZAFLORE
 
dokumen.tips_36274588-sistema-heui-eui.ppt
dokumen.tips_36274588-sistema-heui-eui.pptdokumen.tips_36274588-sistema-heui-eui.ppt
dokumen.tips_36274588-sistema-heui-eui.pptMiguelAtencio10
 
Arenas Camacho-Practica tarea Sesión 12.pptx
Arenas Camacho-Practica tarea Sesión 12.pptxArenas Camacho-Practica tarea Sesión 12.pptx
Arenas Camacho-Practica tarea Sesión 12.pptxJOSEFERNANDOARENASCA
 
El uso de las TIC's en la vida cotidiana.
El uso de las TIC's en la vida cotidiana.El uso de las TIC's en la vida cotidiana.
El uso de las TIC's en la vida cotidiana.241514949
 
Crear un recurso multimedia. Maricela_Ponce_DomingoM1S3AI6-1.pptx
Crear un recurso multimedia. Maricela_Ponce_DomingoM1S3AI6-1.pptxCrear un recurso multimedia. Maricela_Ponce_DomingoM1S3AI6-1.pptx
Crear un recurso multimedia. Maricela_Ponce_DomingoM1S3AI6-1.pptxNombre Apellidos
 
La era de la educación digital y sus desafios
La era de la educación digital y sus desafiosLa era de la educación digital y sus desafios
La era de la educación digital y sus desafiosFundación YOD YOD
 
Plan Sarmiento - Netbook del GCBA 2019..
Plan Sarmiento - Netbook del GCBA 2019..Plan Sarmiento - Netbook del GCBA 2019..
Plan Sarmiento - Netbook del GCBA 2019..RobertoGumucio2
 
El uso de las tic en la vida ,lo importante que son
El uso de las tic en la vida ,lo importante  que sonEl uso de las tic en la vida ,lo importante  que son
El uso de las tic en la vida ,lo importante que son241514984
 
tics en la vida cotidiana prepa en linea modulo 1.pptx
tics en la vida cotidiana prepa en linea modulo 1.pptxtics en la vida cotidiana prepa en linea modulo 1.pptx
tics en la vida cotidiana prepa en linea modulo 1.pptxazmysanros90
 

Último (20)

TEMA 2 PROTOCOLO DE EXTRACCION VEHICULAR.ppt
TEMA 2 PROTOCOLO DE EXTRACCION VEHICULAR.pptTEMA 2 PROTOCOLO DE EXTRACCION VEHICULAR.ppt
TEMA 2 PROTOCOLO DE EXTRACCION VEHICULAR.ppt
 
LAS_TIC_COMO_HERRAMIENTAS_EN_LA_INVESTIGACIÓN.pptx
LAS_TIC_COMO_HERRAMIENTAS_EN_LA_INVESTIGACIÓN.pptxLAS_TIC_COMO_HERRAMIENTAS_EN_LA_INVESTIGACIÓN.pptx
LAS_TIC_COMO_HERRAMIENTAS_EN_LA_INVESTIGACIÓN.pptx
 
Google-Meet-como-herramienta-para-realizar-reuniones-virtuales.pptx
Google-Meet-como-herramienta-para-realizar-reuniones-virtuales.pptxGoogle-Meet-como-herramienta-para-realizar-reuniones-virtuales.pptx
Google-Meet-como-herramienta-para-realizar-reuniones-virtuales.pptx
 
GonzalezGonzalez_Karina_M1S3AI6... .pptx
GonzalezGonzalez_Karina_M1S3AI6... .pptxGonzalezGonzalez_Karina_M1S3AI6... .pptx
GonzalezGonzalez_Karina_M1S3AI6... .pptx
 
El_Blog_como_herramienta_de_publicacion_y_consulta_de_investigacion.pptx
El_Blog_como_herramienta_de_publicacion_y_consulta_de_investigacion.pptxEl_Blog_como_herramienta_de_publicacion_y_consulta_de_investigacion.pptx
El_Blog_como_herramienta_de_publicacion_y_consulta_de_investigacion.pptx
 
Hernandez_Hernandez_Practica web de la sesion 11.pptx
Hernandez_Hernandez_Practica web de la sesion 11.pptxHernandez_Hernandez_Practica web de la sesion 11.pptx
Hernandez_Hernandez_Practica web de la sesion 11.pptx
 
definicion segun autores de matemáticas educativa
definicion segun autores de matemáticas  educativadefinicion segun autores de matemáticas  educativa
definicion segun autores de matemáticas educativa
 
Presentación inteligencia artificial en la actualidad
Presentación inteligencia artificial en la actualidadPresentación inteligencia artificial en la actualidad
Presentación inteligencia artificial en la actualidad
 
R1600G CAT Variables de cargadores en mina
R1600G CAT Variables de cargadores en minaR1600G CAT Variables de cargadores en mina
R1600G CAT Variables de cargadores en mina
 
Segunda ley de la termodinámica TERMODINAMICA.pptx
Segunda ley de la termodinámica TERMODINAMICA.pptxSegunda ley de la termodinámica TERMODINAMICA.pptx
Segunda ley de la termodinámica TERMODINAMICA.pptx
 
Medidas de formas, coeficiente de asimetría y coeficiente de curtosis.pptx
Medidas de formas, coeficiente de asimetría y coeficiente de curtosis.pptxMedidas de formas, coeficiente de asimetría y coeficiente de curtosis.pptx
Medidas de formas, coeficiente de asimetría y coeficiente de curtosis.pptx
 
Mapa-conceptual-del-Origen-del-Universo-3.pptx
Mapa-conceptual-del-Origen-del-Universo-3.pptxMapa-conceptual-del-Origen-del-Universo-3.pptx
Mapa-conceptual-del-Origen-del-Universo-3.pptx
 
dokumen.tips_36274588-sistema-heui-eui.ppt
dokumen.tips_36274588-sistema-heui-eui.pptdokumen.tips_36274588-sistema-heui-eui.ppt
dokumen.tips_36274588-sistema-heui-eui.ppt
 
Arenas Camacho-Practica tarea Sesión 12.pptx
Arenas Camacho-Practica tarea Sesión 12.pptxArenas Camacho-Practica tarea Sesión 12.pptx
Arenas Camacho-Practica tarea Sesión 12.pptx
 
El uso de las TIC's en la vida cotidiana.
El uso de las TIC's en la vida cotidiana.El uso de las TIC's en la vida cotidiana.
El uso de las TIC's en la vida cotidiana.
 
Crear un recurso multimedia. Maricela_Ponce_DomingoM1S3AI6-1.pptx
Crear un recurso multimedia. Maricela_Ponce_DomingoM1S3AI6-1.pptxCrear un recurso multimedia. Maricela_Ponce_DomingoM1S3AI6-1.pptx
Crear un recurso multimedia. Maricela_Ponce_DomingoM1S3AI6-1.pptx
 
La era de la educación digital y sus desafios
La era de la educación digital y sus desafiosLa era de la educación digital y sus desafios
La era de la educación digital y sus desafios
 
Plan Sarmiento - Netbook del GCBA 2019..
Plan Sarmiento - Netbook del GCBA 2019..Plan Sarmiento - Netbook del GCBA 2019..
Plan Sarmiento - Netbook del GCBA 2019..
 
El uso de las tic en la vida ,lo importante que son
El uso de las tic en la vida ,lo importante  que sonEl uso de las tic en la vida ,lo importante  que son
El uso de las tic en la vida ,lo importante que son
 
tics en la vida cotidiana prepa en linea modulo 1.pptx
tics en la vida cotidiana prepa en linea modulo 1.pptxtics en la vida cotidiana prepa en linea modulo 1.pptx
tics en la vida cotidiana prepa en linea modulo 1.pptx
 

Modelamiento matematico bomba de ariete

  • 1. ENERGÍAS RENOVABLES BOMBA DE ARIETE HIDRAULICO
  • 2. El agua: un manantial de desarrollo • Es un recurso de uso casi infinito:en nuestros hogares, campos y fábricas. Captamos su energía mediante la hidroeléctrica, pescamos en ella por deporte y para alimentarnos, usamos su superficie para recreación y para el transporte, sacia nuestra sed, nutre nuestros bosques,y acarrea desperdicios y desechos industriales hasta el mar. El agua es tan vital que puede significar la diferencia entre el bienestar o la crisis económica. Actualmente ya se ha producido crisis energética en los países desarrollados por la falta de agua.
  • 3. Antecedentes: Este invento de los hermanos Montgolfier en 1796, fue rescatado en los años 50 para luego ser olvidado por tener una baja eficiencia. Se fabrican muy poco en Sudamérica. En Inglaterra han mejorado el diseño (DTU).En Chile se hizo un modelo por computadora, pero la eficiencia es muy baja (7%).En Perú mediante el sistema de hacer un modelo y trabajar con datos reales, y resolver como si fuera un problema de flujo en tuberías de Fe. y P.V.C , se están diseñando y fabricando nuevos modelos mas eficientes (60%),para bajar costos y ponerlos al alcance del agricultor. Modelos desde 1”,1 ½”, 2½ ”, 3,4, 6 Bomba de ariete Nº1 pulgadas de diámetro, con el empleo de conexiones de tuberías para facilitar su construcción y mantenimiento.
  • 4. Condiciones para operación: • Se requiere un desnivel constante de agua mínimo de 0.3 metros de altura; el agua proveniente de un río, canal o estanque debe ser sedimentada y filtrada para mejorar su calidad y evitar que se obstruyan las válvulas. • Cuando no hay caída de agua se puede usar una tubería, tal que en una distancia razonable podamos obtener un desnivel superior a 0.3 metros. En ese punto se puede colocar una chimenea o hacer un reservorio para instalar la tubería motriz • Considerando una pendiente de 1%, es posible obtener un metro de desnivel en 100 metros de distancia tal como se explica en el gráfico. • En el caso de un canal o acequia profunda se puede colocar una compuerta para elevar el agua hasta una altura donde pueda accionar • la bomba de ariete . Se debe instalar un sistema de rebose para la seguridad del sistema de riego.
  • 6. Esquema de funcionamiento de la bomba de ariete 6 55 1 1 2 2 4 4 3
  • 7. Funcionamiento de la bomba de ariete: • Según la ecuación de Bernoulli, la suma de la presión, velocidad y altura es una constante. • El agua desciende por la tubería de alimentación (1) con energía cinética, alcanza su velocidad máxima, y cierra la válvula de impulso (2). • Esta detención origina un aumento brusco o golpe de presión. Aparecen fuerzas de sentido opuesto. Por un lado se abre la válvula check de descarga (4) y parte del agua comprime el aire de la Cámara. (5) • Cuando se acaba la energía se cierra la válvula de descarga (4), el aire de la cámara(5) se descomprime elevando el agua por la tubería de bombeo.(6) • Por otro lado el retroceso del agua de la tubería (1) ocasiona una succión en la válvula de aspiración (3) que renueva el aire de la cámara (5), y por la Bomba de ariete Nº3 • pérdida de presión se produce la apertura de la válvula de impulso (2) para repetir el ciclo.
  • 8. Aplicaciones: • Las bombas de ariete nos permiten accionar aspersores o elevar agua a tanques, colinas, andenes, riego de chacras, abrevaderos de animales, piscigranjas, etc. a una altura de 20 a 30 veces la altura de alimentación del agua. • Se pueden instalar en serie o en paralelo. • Cuando se instalan en paralelo, se puede utilizar una sola tubería de descarga. Banco de Ariete.
  • 9. Ventajas: • No requiere electricidad, combustible ni mano de obra para su funcionamiento. • Todo el equipo es de bajo costo, las piezas se encuentran en el mercado local. • Los modelos con conexiones, de tuberías son re potenciables. • El mantenimiento es mínimo y su reparación se hace en cualquier taller de gasfitería. • Funciona automáticamente con nivel constante de agua. • Suministra agua enriquecida con oxígeno. • Con una manguera de PVC acciona un aspersor. Bomba de ariete con micro aspersores
  • 10. Modelo de bomba de Ariete Nº 1 para laboratorio Fabricada en PVC y Fe. Altura de presión máxima 60m.c.a Altura de caída 1m. Diámetro de tubería de impulso 1”
  • 11. Bomba de ariete Nº2-2 Bomba de ariete Nº2-2 fabricada con conexiones fabricada con conexiones de tubería galvanizada de tubería galvanizada
  • 12.
  • 13. Bomba de ariete Nº 3-3
  • 14. Bomba de ariete Nº4 Construida con cámara de aire de PVC, tubos, accesorios, nipples y discos soldables de Fe. Con tubería PVC de clase 10 de 4 “de diámetro y una longitud de 12m. Enterrada 50cm de profundidad con chimenea anclada en concreto. Altura de caída 2.5 m. Altura de elevación 20m. Longitud de tubería de bombeo de 200 metros. Base de la bomba anclada en losa de concreto. Acciona un aspersor de ¾” que riega una superficie circular de 22m. de diámetro.
  • 15. RENDIMIENTO DE TUBERÍAS DE ACERO Y PVC
  • 17. BANCO DE PRUEBAS DE BOMBAS DE ARIETE EN LA UNALM
  • 18. Agua para el mundo (traducido por Pablo Cavero La Rosa) Diseño de un Ariete hidráulico Note No. RWS.4.D.5 Nota Técnica N º RWS.4.D.5 E.E.U.U. AID,1982 Un Ariete hidráulico es un dispositivo que utiliza la energía de la caída de agua para elevar una menor cantidad de agua a una mayor altitud que la fuente.. Ver la figura 1. Hay sólo dos piezas móviles, por lo tanto, hay poco desgaste. Los Arietes hidráulicos son económicos y fáciles de instalar. Pueden construirse con planos detallados y, debidamente instalados darán muchos años de servicio sin costos de bombeo. Por estas razones, el Ariete hidráulico es una solución atractiva donde existe una caída de agua. Un Ariete debe ser considerado cuando hay una fuente que puede proporcionar por lo menos siete veces más agua de la que bombea. El agua debe estar libre de basura y arena. Debe haber un sitio para el Ariete por lo menos 0.5m por debajo de la fuente de agua para ser elevada a un nivel superior al de la fuente. Factores en el Diseño Antes de seleccionar un Ariete, se necesitan algunos datos. Estos se muestran en la Figura 1 y son: 1. La diferencia de altura entre la fuente de agua y el sitio del Ariete (llamado caída vertical). 2. La diferencia de altura entre el sitio del ariete y el tanque de almacenamiento (elevación). 3. La cantidad de flujo disponible de la fuente. 4. La cantidad de agua necesaria (Q) 5. La longitud de tubería entre la fuente y el sitio del ariete (tubería motriz) 6. La longitud de tubería entre el Ariete y el lugar de almacenamiento (Tubería de bombeo)
  • 19. Tabla 1. Datos del rendimiento de un Ariete que recibe un suministro de 1 litro / minuto Litros bombeados en 24 horas Caída de Elevación - Altura vertical del agua sobre el Ariete (m) Trabajo(m)) 5 7.5 10 15 20 30 40 50 60 80 100 125 1.0 144 77 65 33 29 19.5 12.5 1.5 135 96.5 70 54 36 19 15 2.0 220 156 105 79 53 33 25 19.5 12.5 2.5 280 200 125 100 66 40.5 32.5 24 15.5 12 3.0 260 180 130 87 65 51 40 27 17.5 12 3.5 215 150 100 75 60 46 31.5 20 14 4.0 255 173 115 86 69 53 36 23 16 5.0 310 236 155 118 94 71.5 50 36 23 6.0 282 185 140 112 93.5 64.5 47.5 34.5 7.0 216 163 130 109 82 60 48 8.0 187 149 125 94 69 55 9.0 212 168 140 105 84 62 10.0 245 187 156 117 93 69 12.0 295 225 187 140 113 83 14.0 265 218 167 132 97 16.0 250 187 150 110 18.0 280 210 169 124 20.0 237 188 140 Una vez obtenida esta información, se hace un cálculo para ver si la cantidad de agua necesaria puede ser suministrada por un Ariete ,la fórmula es: q = (Q x H x n) / h . Donde: Q = Cantidad de agua suministrada en litros por minuto. q = agua bombeada en litros por minuto. Para litros por día, multiplicar q*por 60min/hora* 24horas/ día. H = La caída o la altura de la fuente por encima del Ariete en metros. n = El rendimiento del Ariete (para modelos de uso comercial 0,66, para domésticos 0,33 si no se indica otra cosa). h = La altura de bombeo por encima del Ariete en metros.
  • 20. La Tabla 1 resuelve esta fórmula para los Arietes con eficiencia de 66 por ciento, un suministro de 1 litro por minuto, y con una caída de trabajo y altura de elevación que se muestra en la tabla. Para suministros mayores que 1 litro / minuto, basta con multiplicar por el número de litros suministrados. ponentes de un Ariete hidráulico Para una instalación se necesita una fuente, una tubería motriz, el Ariete, una tubería de bombeo y por lo general un tanque de almacenamiento. Estos se muestran en la Figura 1. Cada uno de estos componentes se discute a continuación: Suministro. La captación debe ser diseñada para que no ingrese la basura y la arena ya que estos pueden obstruir el Ariete. Si el agua no está libre de estos materiales, instalar un filtro y hacer un sumidero. . Cuando la fuente está muy alejado del sitio del Ariete, la línea de suministro puede ser diseñada para llevar agua hacia la tubería motriz como se muestra en la Figura 2. La línea de suministro, si es necesario, debe ser por lo menos de de un diámetro más grande que la tubería motriz. •Tubería motriz. Debe ser de un material rígido para lograr la máxima eficiencia. Esto es por lo general de fierro galvanizado , aunque otros materiales en el caso de PVC o concreto pueden trabajar en caídas inferiores a 4 metros. Con el fin de reducir la pérdida de carga debido a la fricción, la longitud de la tubería dividida por el diámetro de la tubería debe ser dentro del rango de 150-1000. El cuadro 2 muestra el mínimo y máximo de longitudes de tuberías para diferentes tamaños. Tabla 2. Rango de longitud de tuberías para diversos diámetros Longitud (m) Diámetro de tubería (mm) Mínimo Máximo 13 2 13 20 3 20 25 4 25 30 4.5 30 40 6 40 50 7.5 50 80 12 80 100 15 100
  • 21. El diámetro de la tubería motriz es según el tamaño del Ariete y las recomendaciones del fabricante, como se muestra en la Tabla 3. La longitud es de cuatro a seis veces la caída vertical. Tabla 3. Diámetros de tubería motriz Nº de tamaño según el fabricante Tamaño de Ariete 1 2 3 3.5 4 5 6 Diámetro de tubería (mm) 32 38 51 63.5 76 101 127 Ariete. Los Arietes pueden ser construidos usando válvulas check comerciales o fabricándolas. También están disponibles en diversos tamaños y capacidades de bombeo. Los Arietes se pueden utilizar en paralelo hasta alcanzar el caudal o altura Cada Ariete debe tener su propia tubería motriz, pero todos pueden usar una tubería común de bombeo como se muestra en la Figura 3. Tabla 4. Capacidad de Arietes según el Número o Tamaño Tamaño de Ariete 1 2 3 3.5 4 5X 6X 5Y 6Y Volumen de agua requerido (litros / min.) 7-16 12-25 27-55 45-96 68-137 136-270 180-410 136-270 180-410 Máxima elevación (m) 150 150 120 120 120 105 105 105
  • 22. En la instalación se debe nivelar y fijar el ariete en una base de concreto, y que las aguas residuales sean drenadas lejos. La bomba no puede funcionar sumergida. Puesto que el Ariete por lo general funciona 24 horas del día, el tamaño se puede determinar para un período de 24 horas. La Tabla 4 muestra diferentes tamaños y capacidades de Ariete. Tubería de bombeo. La tubería de bombeo puede ser de cualquier material que pueda resistir la presión del agua. El tamaño de la tubería puede estimarse usando La tabla 5. Tabla 5. Tamaño de la tubería de bombeo Diámetro de la tubería de bombeo (mm) Caudal (litros / min) 30 6-36 40 37-60 50 61-90 80 91-234 100 235-360 Tanque de almacenamiento. Esta localizado en un nivel donde pueda abastecer los punto de uso. El tamaño se basa en la demanda máxima por día. Selección de un Ariete Una pequeña comunidad de 10 casas con un total de 60 personas. Hay una caída de agua de l0m.en la parte baja del pueblo, que desemboca hacia un cauce que está 15m por debajo de la caída. La caída produce 30.000 litros de agua por día. Hay un lugar para instalar un Ariete cerca del cauce. Este lugar está 5m. más alto que el cauce y a una distancia de 35m de la caída. Se planea construir un tanque público para el pueblo y está a una distancia de 200 m. del sitio del Ariete . La altura de elevación hasta la tapa del tanque de almacenamiento es 23m. Los pasos a seguir para el diseño son los siguientes:
  • 23. Identificar los factores de diseño necesarios: 1. Caída es vertical 10m. 2. La elevación hasta la tapa de almacenaje del tanque es de23m . 3. Cantidad de flujo disponible es igual a 30000 litros por día, dividido por 1440 minutos por día (30000/1440) = 20,8 litros /min. 4. La cantidad de agua necesaria (asumir 40 litros por día por persona) y como máximo uso es 60 personas x 40 litros por día = 2.400 litros por día. También :2400/1440 = 1,66 litros por minuto (use 2 litros por minuto) 5. La longitud de la tubería motriz es de 35m. 6. La longitud de la tubería de bombeo es de 200m. Los datos anteriores sirven para dimensionar el sistema. Usar La Tabla 1, para una caída de 10m y una elevación de 80m, solo 117 litros pueden ser bombeados al día por cada litro por minuto suministrado. Puesto que se necesitan 2400 litros por día, el número de litros por minuto necesarios pueden encontrarse dividiendo 2400 entre 117: 2400/117 = 20,5 litros por minuto el suministro necesario. Del ítem 3 arriba, el suministro disponible es de 20,8 litros por minuto, por lo que la fuente es suficiente. La Tabla 3 puede usarse para seleccionar el tamaño de Ariete. El volumen del agua o el suministro es 20,5 litros/min De la Tabla 4, el Ariete N º 2 requiere de 12 a 25 litros por minuto, el A riete N º 2 puede elevar el agua a una altura máxima de 150 metros de acuerdo con la Tabla 4. Es lo adecuado ya que la tapa del tanque está a 23 m. Por lo tanto, se elige un Ariete N º 2 . La Tabla 3 muestra que para un Ariete N º 2 el diámetro de la tubería es de 38mm. La Tabla 2 indica que la la mínima y máxima longitud para una tubería de 40mm (el tamaño aprox. 38mm) es de 6m-40m. Puesto que la caída está a 35m de distancia, la longitud es correcta. La Tabla 5 se puede utilizar para seleccionar una tubería de 30 mm de diámetro que suministra 20,5 litros por minuto.
  • 24. Centrado y ajuste de la válvula de impulso c
  • 25. MANTENIMIENTO: Limpiar el filtro de la tubería de impulso y la cisterna según el grado de contaminación. Si se observa que las algas obstruyen las válvulas, cambiar el filtro de rejilla por uno de acero inoxidable. Limpiar el oxido y pintar la bomba con esmalte por lo menos una vez al año. Si se deterioran los discos de las válvulas, estos se pueden cambiar por otros de neopreno o nitrilo. Puede convenir cambiar la válvula de descarga ya que la venden en el mercado local, pero es necesario modificarla cambiando las partes de plástico por partes metálicas Si cambia el disco de caucho (7), retire el conjunto con una llave inglesa o si se retira la bomba por mantenimiento, el disco sale por el agujero vacío, retirando los pernos de ajuste de la carrera. Si se cambian alguno de los pernos de centrar la válvula o la bomba ha sufrido golpes por el transporte, se procederá a centrar la válvula de la siguiente manera: Después de ensamblar el conjunto, presione el disco contra la base simulando un cierre perfecto. Ajuste las contratuercas (1) y (2) verificando que el eje del disco esté centrado. Ajuste la contratuerca (3) y si es necesario afloje y ajuste la contratuerca (5) dejando un espacio libre de 2cm. para el ajuste de la carrera. Repita los pasos nuevamente si es necesario. Ajuste sólo la tuerca inferior (4) hasta hacer contacto con el soporte, luego ajuste la otra tuerca Accione la válvula manualmente, tirando de la parte superior, al cerrar se sentirá un golpe seco, si se atasca repita los pasos hasta lograrlo. Ajuste la presión del resorte y la carrera hasta lograr un caudal optimo. Nota: La presión del resorte se debe ajustar entre 250,500,750, máximo 1000 gramos donde sea optimo el caudal La carrera de la válvula se ajusta para obtener una eficiencia óptima .
  • 26. Propagación y velocidad de las ondas longitudinales Sea ∆ t el tiempo de Q a C Sea v – u la velocidad reducida - ∆ v ∆v Luego la aceleración negativa será a = - en el intervalo de Q a C. (1) ∆t Fuerza en Q y C para presiones diferentes PC y PQ : F = PC.A – PQ.A = A(PC-PQ) = A ∆ P (2)  ∆v  Por (1) y (2) y 2da. Ley de Newton: F = m.a A ∆ P = m. − ∆t  (3)   El volumen de fluido en un intervalo de tiempo ∆t es: A.v ∆ t, luego la masa es m = ρ . A.v.∆t (4).  ∆v  ∆v (4) en (3) : A.∆P = ρ . A.v.∆t  −  ρ .v = −  ∆t  ∆t 2 ∆P ρv = − (6) ∆v v Luego: el fluido que ocupa un volumen V = A.v.∆t en Q (7) , es comprimido en una cantidad A( − ∆v ) ∆t = − ∆V al volver hacia C. (8) (8)/ (7) − ∆V = A( − ∆v ) ∆t = − ∆v (9) V Av∆t v ∆V ∆P 2 − ∆P − V∆P (6) en (9): − = ó también: ρ v = = =B (módulo de elasticidad). B es positivo (+), porque un aumento de presión V ρv 2 ∆V ∆V V B causa una disminución de volumen. La velocidad de la onda en el medio es: v= ρ Resnick-Halliday
  • 27. Configuración básica de un sistema hidráulico Grafico de golpe de ariete en tubería de Hnos.Twyman - Essel. S.A. Se aumento el diámetro de la válvula de impulso para un cierre mas rápido.
  • 28. Modelamiento de la bomba de Ariete BAH1 Un problema que tiene mas de 200 años Nuevos modelos de bombas de ariete
  • 29. Observaciones y consideraciones Caudal de bombeo: q=0.72 litros/minuto. Diámetro de la tubería de alimentación: 26.6mm Caudal de alimentación: Q=10.8 litros/minuto Diámetro de la cámara de aire: 52.5mm. Altura de bombeo: h=8 metros Diámetro de la válvula de impulso: 38 mm. Altura de alimentación: H=1 metro Diámetro de la válvula de bombeo y accesorios: 15.8mm. Eficiencia: n=0.53 Diámetro de la tubería de bombeo: 12.5mm. Caudal bombeado/día =0.72*60*24=1036.8 litros Longitud de la tubería de alimentación= 3m. Temperatura del agua= 15ºC Altura máxima de presión=40 m.c.a Viscosidad del agua = 1 Densidad del agua=999Kg/m3 Los datos para el modelamiento han sido tomados de un modelo propio, los resultados en cuanto a eficiencia Comparados con los modelos brasileños son similares y en algunos casos superiores Esto se hizo para comprobar que este modelamiento puede ser aplicado a otros modelos sin mayor problema. El método empleado consiste en hacer un modelo de bomba de ariete con accesorios de tuberías y después de obtener los datos tabulados de caudales, relación de alturas diferentes de bombeo, presiones, rendimientos, etc., aplicar las ecuaciones de Bernoulli trabajando con estos datos reales, resolviendo como si fuera un problema de flujo en tuberías. Existen muchos modelos que se han fabricado en los cuales se puede aplicar este método. La dificultad está en las tablas de resistencia de los accesorios de tuberías que no están actualizadas.
  • 30. •1 ) Antes de cerrar la válvula de impulso: Q=l/min. v=m/s 10.8 lit/ minuto =0.8607*104 =0.18lit/s =0.000555716m2 0.028 1.5 1 0.08*4 0.4 0.06 2) Cargar la bomba cerrando manualmente la válvula de impulso 0.41 2.4 10.26 T 16.35 1.5 1 0.08*4 0.4 0.06 0.41 0.9 3.157894 T 7.747894
  • 31. 3) •Cuando se acciona la válvula de impulso: =q/A q=l/min Re 0.03 0.72 =0.0001960667975m2 V3=0.06120363138m/s 0.000012m3/s =0.0966020*104 0.38 0.06 1.2*4 2 T 7.24 4) .Cuando se abre la válvula de bombeo: 12.54 1.2*3 0.9 0.42 0.5 T 17.96 (4)
  • 32. (5) •5) Cuando se cierra la válvula de bombeo: 0.5 0.14 1.2 2.8 T 4.64 (5) 1.2*3 2.5 0.38 .6) =0.09778479704 m/s 1 18.91 T 26.39 V6=q/a q Re 0.03 0.72lit/min. =0.000122718m2 0.000012m3/s =0.1204*104 =19.7 En (5) (5)+ (4):
  • 33. Golpe de Ariete en BAH1 c=velocidad de la onda de presión en m/s k=2.067*109 Pa (compresión del H2O) =997kg/m3 D=diámetro de la tubería: 26.6mm. e= espesor de la tubería: 3mm. E=modulo de elasticidad del PVC: 2.943*10 9Pa. Sobrepresión en metros de columna de agua (m.c.a) C=sujeción de la tubería (1) Presión total: Observaciones y conclusiones - Este modelamiento nos permite apreciar como se producen los cambios en la ecuación de la energía. - Al trabajar con datos reales, los valores de las presiones nos permiten seleccionar mejor los materiales y las tuberías en el caso del PVC tiene una mayor aplicación. - Al aumentar el diámetro de la cámara de aire de la BAH1 se apreció el aumento de la presión y altura del nivel del agua de la cámara. - Al disminuir el tiempo de cierre de las válvulas, el tiempo de la presión máxima del golpe de ariete es mayor y aumenta el caudal bombeado. - El caudal de impulso es menor y como consecuencia se obtienen rendimientos superiores al 60%. - Se ha construido una BAH1 que con 1m. De altura de caída se obtiene una presión máxima de 40m.c.a . En el siguiente ejemplo se verifica que al aumentar el diámetro de la cámara de aire aumenta la presión. Esto se tomará en cuenta en los nuevos diseños de bombas de ariete.
  • 34. 4 ) Cuando se abre la válvula de bombeo 12.54 1.2*3 0.9 1 0.03 T 18.07 (4) 5) Cuando se cierra la válvula de bombeo: 0.5 0.03 1.2 2.8 T 4.53 (5)
  • 35. 1.2*3 6) 2.5 0.38 1 18.91 T 26.39 q 0.03 0.1018591636m/s 0.75lit/min =18.91 en (5) (5) + (4) : Flujo de fluidos En válvulas, accesorios y tuberías CRANE
  • 36. Canal Inca para subir el nivel del agua
  • 37. Comentario BAH4 con cámara de 12” Se observa una amplia ventaja en la utilización del ariete como fuente de energía con respecto a la motobomba, no sólo económica, sino que su empleo como fuente de energía es netamente ecológica al no tener que utilizar combustible diesel, ni lubricantes para su combustión. Si se tiene en cuenta el estudio realizado en 150 lugares con posibilidades de utilizar esta tecnología, se ahorraría más de 480* t al año de combustible diesel, con un ahorro que permitiría amortizar tres estaciones de bombeo con bomba de Ariete.
  • 38. Trabajo de Campo •Ensamblar la bomba de ariete Nº1 •Cargar la bomba, abrir la válvula •Accionar la válvula de impulso. •Verificar que el agua sea constante •Medir la presión máxima . •Medir la altura de bombeo •Medir caudal de alimentación •Medir caudal de bombeo •Medir la frecuencia. •Medir la eficiencia de la bomba •Variar la carga:0.5,0.75, 1kg. •Tabular los datos •Observaciones y conclusiones.