DYNA JOURNAL ENGINEERING

Key words:

[No data]

Article type:

ARTICULO DE INVESTIGACION / RESEARCH ARTICLE

Section:

VARIOUS

El golpe de ariete es 'un fenómeno físico muy conocido y que aparece en las tuberías cuando se modifica el régimen de circulación. Las ecuaciones que transmiten esta perturbación constituyen un sistema en derivadas parciales, lineal, de tipo hiperbólico, que resulta muy laborioso de integrar por métodos analíticos clásicos. Su deducción puede encontrarse, por ejemplo, en (1) o (2). Ello trajo como consecuencia inmediata el desarrollo de métodos de integración gráficos, destacando, de entre todos, el sobradamente conocido de Luis Bergeron , desarrollado en (1). Con, la aparición del calculador digital, y el subsiguiente auge del cálculo numérico, el problema se ha simplificado extraordinariamente. El método de integración. más adecuado, para el referido sistema, es el conocido por el método de las earaeterísticas , cuyo fundamento matemático puede seguirse con todo rigor en (4), y cuya aplicación al golpe de ariete ha sido estudiada y difundida fundamentalmente por Streeter y Wylie. Por lo tanto, podemos afirmar que el manejo de las ecuaciones que transmiten la perturbación está completamente resuelto, estando centrado el problema actual en el análisis de las condiciones de contorno, a las que seguidamente nos vamos a referir. Las modificaciones del régimen de una tubería más usuales, que provocan golpes de ariete son el cierre, más o menos brusco, de una válvula en el extremo final de la tubería y la parada de un grupo motor-bomba en el inicio de una tubería de impulsión. Para tener resuelto el problema de una manera completa necesitamos expresar matemáticamente lo que ocurre en ambos extremos de la tubería, tubería que suponemos simple. En uno se produce la perturbación que genera las distintas ondas de presión, mientras que en el otro tiene lugar la reflexión de las mismas. Pues bien, el análisis matemático de las condiciones de reflexión de las ondas es siempre sencillo, pudiendo variar las ecuaciones según cada caso particular. De hecho no es lo mismo una tubería desaguando en la atmósfera libre, que haciéndolo en un depósito, cuya superficie libre puede oscilar. Pero, de hecho, su solución es siempre simple. Por In riese refiere al análisis de las condiciones de contorno en el extremo en que aparezca la perturbación en el caso particular del cierre de una válvula, nos basta con saber la ley matemática de dicho cierre. Es, de hecho, un problema resuelto, tanto analíticamente, por el método de las características (2), como gráficamente por el método de Bereron (1 ), y conocido perfectamente por todos los especialistas del tema. Sin embargo, y tras esta introducción, nosotros nos vamos a referir a los golpes de ariete provocados por paradas de grupos motor-bomba, que es uno de los tenias estudiados en nuestra tesis doctoral (6).