24. Corte de energía en una bomba
Luego de una parada de bomba,
Se genera una onda de baja presión
Con presiones sub-atmosféricas en
los puntos altos de la cañería
Hydraulic gradient at normal Flow
Hydraulic
gradient, few
seconds after
pump stop
Column
separation
(vacuum)
25. Aireación de la tubería
(función “cinética”)
La válvula de aire abre permitiendo
que el aire entre previniendo las
presiones negativas
29. Llenado de la cañería
(Función “Cinética”)
Main float
Small orifice
float
El orificio de “Tamaño
nominal” de la válvula
permite aliviar grandes
cantidades de aire,
previniendo la creación de
bolsones de aire y zonas de
resistencia al caudal de agua.
33. Tubería llena- válvula de aire cerrada
El aire disuelto en el agua se
acumula en los puntos altos
a lo largo de la tubería y en
los puntos altos de la válvula.
34. Purga de aire bajo presión
(Función “Automática” function)
El aire aculumulado es
puergdo del agua desde la
parte superior de la válvula.
Cuando el nivel de agua baja,
el flotante principal baja
también y abre el pequeño
orificio.
35. Air / vacuum valve
Model DAV-M
Purga de aire
bajo presión
36. Transitorio:
Corte de la energía Luego de una parada de bomba,
se genera una onda de baja presión
con presiones sub-atmosféricas en
los puntos altos de la cañería
Hydraulic gradient at normal Flow
Hydraulic
gradient, few
seconds after
pump stop
Column
separation
(vacuum)
37. Aireación de la cañería
(Función “cinética”)
La válvula de aire abre permitiendo
al aire entrar, previniendo
las presiones negativas
38. Rellenado de las columnas de agua
Cuando retorna el flujo de agua
se rellena la cañería. Los
bolsones de aire salen a alta
velocidad.
Cuando dos columnas de agua
se encuentran a alta velocidad
un peligroso golpe de aiete es
provocado
40. El encuentro de las columnas de agua
con alta velocidad genera
golpe de ariete
Cuando esto sucede, el agua
llena la válvula de aire a la
misma velocidad que escapa
el aire. Cuando la válvula
cierra, esta velocidad baja a
cero y la energía cinética es
convertida en presión.
Hydraulic
gradient
41. Unión de las columnas-
con velocidad amortiguada por
“SA”
El dispositivo “Surge
Arrestor” se cierra cuando la
velocidad del aire excede un
valor determinado.
El aire puede escapar través
de agujeros en el dispositivo
SA, a una velocidad
limitada, lo cual reduce la
velocidad del agua.
"SA" Seal
42. Unión de las columnas-
con velocidad amortiguada por
“SA”
Cuando las columnas se han
unido, el agua llena la
válvula de aire, se cierra el el
obturador del dispositivo SA
baja a la posición abierta
"SA" Seal
47. Principios de dimensionamiento: entrada de aire
El orificio debe permitir el ingreso de aire que corresponde con
el caudal de agua drenada (= máximo caudal de diseño en un
lugar específico de la cañería)
El caudal volumétrico de aire que ingresa es calculado para un
diferencial de 0.1m
48. Ubicación:
1. Todos los puntos altos, que están a mayor distancia que el
mínimo valor establecido
2. Para 2 puntos altos adyacentes a poca distancia, seleccionar el
más alto
3. Puntos donde la pendiente positiva se reduce
4. Puntos donde la pendiente negativa aumenta
5. En caso de dos puntos [3,4] a poca distancia, seleccionar el
mayor de ellos
6. La distancia entre válvulas de aire, no debería exceder el valor
máximo establecido (recomendado 600m), determinado por el
colapso potencial.
49. Dimensionamiento, principios:
Caudal saliente de aire está determinado por el caudal de agua:
por cada m3 que entra en la tubería, un m3 de aire (volumétrico!)
debe ser drenado
Orificio muy pequeño resulta en una gran velocidad de aire,
que puede provocar:
1. Cierre prematuro antes de que el agua alcance la válvula
2. Fuerte golpe mecánico del flotante cuando el agua llega a la válvula
Valor de diseño recomendado- ΔH de 0. 1m a través de la válvula (corresponde
a ~10m/s de velocidad de aire)
Cuando la presión en la ceñería llega a 0.89barg, el caudal volumétrico de aire
a través del orificio se hace contante (velocidad crítica). Un incremento de la
presión no resultará en un incremento del caudal.
50. Riesgo de tamaño muy pequeño
Ejemplo: válvula de 50 mm
instalada en cañería de 600
A 1m/s de velocidad de
llenado, la velocidad debida
al caudal volumétrico del
aire a través de la válvula
es: Vv=Vp x
D^2/d^2 = 144m/s
El agua entra a la válvula a
velocidad similar y es
parada por el flotante,
provocando un golpe de
ariete de ~140bar
51. Rotura de la tubería La ruptura de la tubería puede generar
caudales que exeden el valor normal
de caudal.
El colapso de la tubería puede ser
causado por un incremento de la
presión interna negativa.
El tamaño de la válvula debería ser
calculado para eliminar este peligro.
Hydraulic gradient at normal operation
Hydraulic gradient on pipe Rupture
Q normal
Q Rupture
Qruptura > Qnormal
56. Principio de dimensionamiento-Caudal de ingreso:
El orificio debe permitir el ingreso de aire correspondiente al
caudal de agua drenado (= máximo caudal de diseño en un lugar
específico de la cañería)
El orificio debe permitir suficiente ingreso de aire para prevenir
una presión negativa excesiva y el colapso de la tubería, en el
caso de una ruptura completa en el punto inferior adyacente al
sitio de la válvula.
Este cálculo debe permitir un 300% de margen de seguridad!